基于钻孔法检测预应力混凝土梁有效应力的有限元分析

对于已经建好的预应力结构,如何检测结构物当前的有效应力一直是难以解决的问题。文中利用钻孔法检测预应力混凝土梁的有效应力,通过有限元软件ANSYS的计算得到钻孔前后应变的变化,结合理论计算可确定检测工作中最佳的孔径、孔深和贴应变片的位置。在实际检测工作中,应首先通过有限元分析确定最佳的孔径、孔深和贴应变片的位置,然后测量贴应变片处钻孔前后应变的变化,结合相关理论计算即可得到预应力混凝土梁的有效应力。     

钻孔法检测残余应力技术中有关参数的数值计算分析

通过建立有限元数值模型,分别模拟了钻孔前后两种不同状态下应力应变分布情况。经比较计算出钻孔后的梁底混凝土表面轴线上各节点的轴向应变,并结合相关理论,计算出钻孔前梁底中心节点应力的理论值,从而找出与梁底中心节点实际施加应力的吻合点。根据节点理论值与实际施加应力的吻合情况,结合应变测量机理,最终确定最佳孔径、孔深和最佳粘贴应变片位置等参数。     

圆管与耳板连接的探讨

基于ANSYS有限元计算,以卸船机大斜撑圆管与耳板的连接为例,探讨管与板连接的设计。对耳板的形状、圆管的端部封盖、耳板的插入深度和应力释放孔的大小以及位置等具体结构和参数的设计进行了分析,并提出了不同于通常设计的应力释放孔的位置。     

船体应力释放孔的优化

对部分应力集中十分严重的船体结构区域,可以通过设置应力释放孔的方法来控制其应力峰值。为了最大程度地改善关注区域应力峰值,以应力释放孔的形状、尺寸和位置等参数为设计变量,以开孔边界、施工工艺和非优化区域应力水平为约束条件,以优化区域的材料屈服利用因子最低为目标,对应力释放孔进行形状优化和尺寸优化。基于Isight平台,集成应力释放孔的参数化建模程序,采用遗传算法迭代求解,可得到最优设计方案。     

深孔爆破技术在铁厂沟水库溢洪道开挖施工中的应用

综合考虑铁厂沟水库溢洪道开挖区岩石为泥灰岩和砂岩,岩石抗压强度为500～1,000kgf/cm2,开挖区工作面较大,地形较为平坦,钻孔孔径和深度较大,钻孔孔径90mm,一次钻孔深度5～10m等因素实际情况,总结以往累似工程施工成功经验,本工程采用了深孔微差爆破技术进行岩石开挖,在具体爆破施工中,科学地制定爆破参数,悉心完成爆破开挖中的布孔、钻孔、装药等工序,经实践证明,取得了很好的效果。     

FPSO典型焊接接头在疲劳载荷下的残余应力释放数值模拟

为了保证FPSO典型焊接结构的安全可靠性,较准确地预测残余应力在疲劳载荷下的释放状况,采用了三维弹塑性有限元方法．首先分析了在有预载荷情况下,FPSO典型焊接接头的残余应力释放大小,并用试验数据进行验证,然后分析了该结构在疲劳载荷下的残余应力释放行为．计算结果表明,残余应力释放是与初始残余应力和外载荷的大小密切相关的．     

残余应力释放影响FPSO疲劳强度的研究综述

浮式生产储油卸油船(FPSO)服役前常经历过较大的静载荷,会使焊接接头处较高的残余应力产生释放,船舶结构还承受着不断变化的波浪载荷。在估算FPSO等船舶结构典型焊接接头的疲劳强度时,需考虑残余应力释放的影响。介绍了国外学者对该方面的研究动态、发展趋势和研究成果。详细描述了基于残余应力释放的FPSO疲劳强度需重点关注的一些问题。     

焊后消除应力热处理工艺在海洋结构物制造中的应用

焊后消除应力热处理工艺在海洋工程结构物制造领域得到了广泛的应用，特别是壁厚超过50mm的结构，焊接造成的残留应力的影响极大，通过这种工艺将残留在焊道中的应力尽量减少甚至消除从而保证了焊接质量和结构寿命。因此，焊后消除应力热处理工艺成为释放钢结构焊接构件中残留应力的最为广泛和有效的方法，在海洋工程导管架建造过程中受到了各方的关注和重视。     

FPSO典型焊接接头残余应力释放及其对疲劳强度的影响

为了在估算结构疲劳强度时计及残余应力释放的作用,合理地解释在以往焊接接头疲劳试验中不能解释的试验结果,借助三维弹塑性有限元法,研究了FPSO典型焊接接头在任意变幅循环载荷作用下的残余应力释放规律,建立了在任意变幅循环载荷作用下残余应力释放大小与残余应力和外载荷大小之间的计算公式,从而定量地分析了残余应力的释放,提高了疲劳强度估算的准确性和可靠性。     

焊接速度对AH36船用高强钢焊接残余应力及其释放的影响

焊接件由于焊接速度不同,焊接残余应力分布存在很大差异,焊接残余应力在循环载荷作用下会产生释放现象,焊接残余应力存在对于结构安全性和稳定性有很大影响,有必要开展焊接速度对于焊接残余应力及其释放影响研究。基于ABAQUS软件二次开发建立平板对接焊试件焊接残余应力以及释放有限元模型,利用顺序耦合热力学数值仿真计算三种焊接速度下的焊接残余应力分布,并开展三种焊接速度下初始焊接残余应力在三种拉伸循环载荷作用下的释放情况研究。     

自升式平台的局部结构应力分析

利用有限元法对自升式海洋平台纵舱壁和横舱壁上开孔前后的应力进行计算,分析开孔形状及开孔处采用不同的加强方式对局部结构应力的影响,计算得到开孔不同形状及不同加强方式时结构的应力。在平台主体舱壁上开圆角矩形时应力较小,在开孔上增加面板可以显著降低孔边缘的应力。平台桩腿开孔时应力集中系数急剧增加,桩腿载荷不同对桩腿受力有很大影响。     

基于ANSYS平台的搭接接头工作应力及应力集中系数的研究

运用数值模拟软件ANSYS建立搭接接头的数值模型,并用利参数化设计语言(APDL)编程实现。研究焊缝几何参数对于搭接接头的工作应力及应力集中系数的影响,并对结果以曲线拟合的方式进行分析,与实际情况相符,有利于优化焊接工艺设计。     

既有混凝土结构现存应力测试方法研究

混凝土实际应力水平是反映混凝土结构受力状况的最重要的指标之一,从而也是反映混凝土结构功能可靠性的主要指标。利用应力释放的力学原理,进行了既有钢筋混凝土结构现存应力测试研究,同时对应力测试结果的影响因素进行了系统的研究,并进行了相应的应力测试试验,验证了该方法的正确性,为准确评估现有结构承载力提供了可靠的试验方法。     

养护期内钢筋混凝土梁钢筋应力的测试与分析

在养护期内,钢筋混凝土梁中钢筋应力受到很多因素的影响,通过试验表明各种因素综合的结果是使钢筋产生压应力,主要原因是混凝土收缩导致钢筋受到压缩,且压应力的最大值可达17.6 MPa。     

既有混凝土结构现存应力测试方法研究

混凝土实际应力水平是反映混凝土结构受力状况的最重要的指标之一,从而也是反映混凝土结构功能可靠性的主要指标。利用应力释放的力学原理,进行了既有钢筋混凝土结构现存应力测试研究,同时对应力测试结果的影响因素进行了系统的研究,并进行了相应的应力测试试验,验证了该方法的正确性,为准确评估现有结构承载力提供了可靠的试验方法。     

预应力混凝土梁荷载正应力分布试验研究

预应力混凝土受弯构件因外荷载作用产生的断面正应力分布基本符合线性分布。在受拉区完全可以用线性分布公式计算混凝土拉应力,在受压区混凝土边缘处按线性分布公式计算则误差较大。在进行重要预应力受弯构件设计时,需要校核受压区混凝土边缘压应力。本文对此进行了试验研究,此试验结果可作为设计校核参考,文中还给出了设计校核的参考公式。     

一种新的海洋平台管节点应力评估方法

海洋工程焊接管节点受应力集中及复杂随机载荷的联合作用,容易发生疲劳破坏。为了提高焊接管节点结构疲劳寿命预测的准确性,文章以管壁厚方向上的一点作为疲劳评估点,提出了一种新的管节点结构应力计算方法。通过与国际上公开发表的疲劳试验数据进行比较,证明了文中方法应用于管节点结构的可行性及考虑壁厚方向应力梯度的有效性。基于数值计算,文中还提出了可用于T型管节点应力集中系数计算的参数公式,并对参数公式的精度进行了验证。     

Experimental and numerical studies on dynamic stress and curvature in steel tube umbilicals

The present paper addresses the stresses in dynamic steel tube umbilicals at the platform hang-off exposed to large motions corresponding to an extreme storm condition. Experimental tests were carried out by mounting fibre-optic Braggs inside steel tubes of a 9 m long umbilical specimen. Then the specimen was exposed to constant tension and dynamic curvature by means of a bellmouth and the stresses were measured. Realizing that the geometry of the umbilical cross section was too complex to apply full 3D modeling, a beam and penalty contact modeling procedure was applied to describe the extreme stress behavior. Then a simplified method was proposed to determine the contact stiffness which was further validated by full scale umbilical axial stiffness testing. As hoop contact interfaces between steel tubes and separation fillers were observed in the test specimen, a tailor-made contact element was formulated to facilitate hoop contact. Different modeling alternatives were used to investigate the hoop contact effect on the extreme axial stress and Coulomb friction stress range, which were further validated against measured dynamic axial stress. Good correlation was found by the combination of describing all contact interfaces and constraints due to the grooves in the inner sheath.     

水面舰艇纵骨架式板格临界应力计算方法

针对当前水面舰艇相关标准中缺少临界应力规范计算方法的问题,依据经典船体梁弯曲理论和板壳稳定性理论,对船用标准的普遍适用性进行了分析,对简化计算公式的可行性进行了研究,结果表明静力平衡法得到的纵骨架式板格临界荷载系数可能是简化计算法和CCS法的2倍以上,可见简化计算法和CCS法对临界应力的计算过于保守。     

基于奇异强度理论的疲劳特性评估方法

疲劳是海洋结构物破坏的重要因素,为简化舰船结构疲劳评估方法,基于线弹性断裂力学和切口应力强度理论,针对典型薄板结构研究拐角节点处的应力强度,分析结构形式,利用ANSYS有限元模拟和MathCAD函数拟合,分别给出计算应力强度因子的＂奇异权函数法＂和＂奇异等效裂纹法＂的研究方法,同时给出简便算法和经验公式。进而应用Paris裂纹扩展法则进行结构奇异强度疲劳特性评估,并结合S-N曲线分析拐角节点处的应力集中,得到与结构尺寸相关的＂奇异应力集中系数＂函数。最后,针对切口应力,提出有限元分析所需要的＂奇异应力等效取值点＂的参考位置。希望能将奇异强度理论纳入船舶结构疲劳强度校核规范中做参考。