人字闸门背拉杆的结构特性分析

背拉杆是人字闸门必不可少的构件。对比了人字闸门非预应力背拉杆及预应力背拉杆的计算方法,给出了非预应力背拉杆的改进措施;通过有限元软件分析不同背拉杆结构形式的人字闸门抗扭刚度,指出了门体变形控制参数之间的相互关系,印证了预应力背拉杆对提高人字闸门抗扭刚度、降低门头下垂量等的巨大作用。     

翻车机拉杆改造

翻车机U型梁通过拉杆联接,受力复杂,拉杆法兰联接处容易开裂,严重影响正常作业生产。为减少拉杆开裂频次,减少更换劳动强度,提高生产效率,特对拉杆进行结构性改造。介绍拉杆改造的步骤和工艺。改造后,拉杆的寿命成倍提高,有效促进了生产。     

钢板桩码头钢拉杆动力检测技术应用

为了检测板桩码头拉杆受力情况,采用动态测试技术,利用拉杆频率与内力之间的联系,通过测试拉杆频率,得出拉杆内力。针对一个运营将近30 a的板桩码头,结合其拉杆特点,对拉杆内力进行检测,从检测的结果可以看出,拉杆受力大小对其频率影响很大,可以通过频率测试,推断出拉杆是否锈断,同时计算出完好拉杆的内力。     

压气机拉杆瞬态应力与紧力分析

为研究压气机转子冷态启动过程中拉杆预紧力的变化规律和拉杆应力的分布规律,建立转子的1/24循环对称有限元模型。考虑拉杆凸台与拉杆孔的接触非线性、轮盘和拉杆的材料非线性以及几何非线性,对转子进行瞬态热固耦合分析,得到拉杆预紧力、拉杆应力在离心力、热载荷作用下的变化规律。结果表明：在离心力作用下,拉杆预紧力减小,拉杆的径向形变使拉杆应力较高;在热载荷作用下,拉杆和转子的温度分布、材料属性的不同使拉杆预紧力呈先增大后减小的变化规律。     

门机小拉杆断裂原因的仿真研究

利用PRO/E软件建立港口门机的虚拟样机模型,以ADAMS为仿真平台,对门机进行动态仿真研究。由于平衡梁与臂架存在安装误差,加大了小拉杆的应力波动幅度,小拉杆的变形对仿真结果影响比较大,在ANSYS中生成小拉杆的模态中性文件,在ADAMS中用小拉杆的柔性体代替它,仿真得到小拉杆危险截面的动应力数据,找出了小拉杆过早断裂的原因,并提出解决方案。     

一种新型翻车机可调拉杆

我公司煤码头接卸列车的三车单梁翻车机存在钢结构开裂的现象,开裂最频繁的部位在翻车机拉杆上,因为它是翻车机受力最复杂的部件,也是释放部分应力的部件。如果提高拉杆强度,将造成应力无处释放,对主梁的受力非常不利。为此我们设计了翻车机可调拉杆,在对主要结构不改动、不影响的情况下,保留原设计中拉杆的功能,延长了拉杆的使用寿命,提高了更换拉杆的维修效率。     

深厚软土地基深水板桩码头变形控制优化设计

针对软土区采用深层水泥搅拌桩（DCM）加固的板桩码头结构,板桩变形控制是设计难点之一。以深厚软土地基的某深水板桩码头为研究对象,通过PLAXIS软件进行有限元模拟,分析在不同DCM置换率下码头前墙受力与变形的特性,比较DCM及拉杆的不同布置模式下的前墙位移,研究码头后方堆载预压对锚碇墙和土体变形的影响,最终对地基处理工序、DCM置换率及布置范围、拉杆布置进行优化设计。设计方案保证经济合理的同时,较好地限制了板桩的变形,缩短了施工工期,可为类似工程提供借鉴。     

堆载过程中分离卸荷式板桩码头结构变形特性

分离卸荷式板桩码头结构主要由前墙、锚碇墙、拉杆以及卸荷平台体系组成,通过卸荷平台体系承载码头上部结构荷载,以达到减小前墙荷载、加大港池开挖深度的效果。对这种新型码头结构堆载过程进行的数值模拟是码头数值模拟的基础。通过FLAC3D软件进行数值分析,探讨堆载过程中,分离卸荷式板桩码头的受力与变形特性,以及码头结构上土压力分布规律。通过与原型观测数据和离心模型试验结果对比,验证堆载模拟方法的合理性。     

板桩码头施工中拉杆初始张拉力的控制

在大批拉杆施工前,通过对现场少量拉杆拉力、扳手扭矩的试验检测,建立拉杆拉力、扳手扭矩之间的相关关系。拉杆拉力、扳手扭矩的试验检测结果表明,在测力扳手施加到325 N.m的力矩时,拉杆拉力已超过50 kN的设计要求。考虑到拉杆在旋紧螺母后存在缓冲效应等导致拉杆张力损失的一些不利因素,建议拉杆张拉施工时,测力扳手施加力矩控制在350 N.m左右。     

唐山德泰机械制造有限公司

唐山德泰机械制造有限公司位于河北省唐山市曹妃甸工业区装备制造产业园区,公司集设计、制造、销售为一体,主要产品为高强度钢拉杆及各种吊索具。我公司自主研究开发的高强度钢拉杆产品,以国内最优质钢材为原料,采用国内最先进生产工艺和设备,具有强度高、韧性高、外形美观和安全方便等显著特点。主要用于码头、船坞、隧道、车站、地铁、机场及大型场馆等。钢拉杆产品分为船坞钢拉杆、码头钢拉杆、桥梁钢拉杆、建筑钢拉杆、不锈钢拉杆和高强     

A parametric study on water-entry of a twin wedge by boundary element method

High speed catamarans are used for pleasure, racing as well as passenger transportations. Optimal design of these crafts requires knowledge of sea loads exerted on their structures. The total load may be estimated by integration of loads exerted on a series of two-dimensional sections along the hull. In order to access the cross-sectional loads, the problem may be simplified to solve the water-entry problem of a twin hull. In this paper, water-entry problem of a twin wedge at constant vertical water-entry speed is studied. The problem is solved in the framework of potential theory using boundary element method where gravity effect on the flow is neglected. A simplified model based on Wagner theory is employed. Free surface elevation and pressure distribution on the body in different deadrise angles have been evaluated. A parametric study has been done to investigate effects of deadrise angle, distance between demi-hulls and free surface elevation on maximum pressure coefficient. Finally, a regression formula for maximum pressure coefficient has been proposed. Results of parametric study reveal that as time advances the interaction between two demi-hull gets more severe, besides the interaction effect on pressure coefficient is nonlinear.     

开槽圆筒整形顶开过程弹塑性分析研究

本文运用有限元法分析了开槽圆筒在不同顶开力作用下的弹塑性变形情况.对计算结果进行了分析,归纳总结出顶开力与弹塑性变形之间的关系,为今后相关的研究和实验提供了理论依据.     

一种结构垂向冲击载荷测量方法分析研究

某些作用在舰船结构上的瞬态动载荷,由于受到客观条件限制（比如空间狭小）,不方便直接通过压力传感器获得其大小,而该载荷对于船体结构设计又关系重大,如何取得外载荷曲线便成了十分关键的问题。针对实船某承受特殊冲击载荷的基座结构,通过测量其结构动应变,利用材料应变-应力关系曲线得出了冲击载荷的时间历程曲线,最后用有限元法对该冲击载荷测量曲线进行验证。结果表明,当结构应变率小于3mm/mm/s时,可采用静态材料应变-应力关系曲线对结构冲击载荷进行测量计算,从而为此类结构外载荷测量方法提供参考。     

斜坡基床上防浪结构设计探讨

直立式防波堤承受波峰推力一般是波谷吸力的1.3～1.6倍,斜坡式防波堤和护岸顶部的防浪墙,波峰作用力是结构的控制荷载,波谷时基本不受波吸力作用,结构承受的控制水平力具有方向性。提出防浪块体设置在斜坡基床上的方案,利用斜坡方向的自重力分力克服部分波峰水平力,实现防浪结构在波峰、波谷作用下的稳定性基本处于同一水平。通过结构受力特点和施工可行性分析,初步认为在防浪结构的稳定性由基床顶面抗滑控制的情况下,该方案结构受力合理,具有可实施性和应用价值。     

超大型矿砂船舱口盖载荷的局部强度分析

介绍了一艘超大型矿砂船在施加舱口盖载荷工况下,对相关的横向强框结构局部强度进行解析法分析。通过有限元法对强框处屈服、屈曲强度进行分析评估和理论验证。对比了国际船级社协会(IACS)《船舶结构强度》统一要求第21条(URS21)规定的舱口盖载荷均布施加于舱口围和实际集中载荷的四种不同工况下的结果 ,依据结果进行了结构合理加强。其分析结果与加强方案对超大型矿砂船局部强度分析具有一定的参考价值。     

一维弹性结构在理想流体中的模态特性研究

为研究一维弹性结构在理想流体中的模态特性,建立了流固耦合振动模型。基于流体无旋、无粘不可压缩的假设,求解流体域内的速度势,根据流场分析得到水压力,将脉动水压力加载在结构表面,得到结构在水中的振动方程,并利用瑞利-利兹法求解得到圆柱梁在水中振动的固有频率和振型。在此基础上,基于应变测试对水池中的悬臂梁结构进行了模态识别,实验结果与计算结果相当吻合。研究发现,由于附连水质量的影响,弹性结构在水中的固有频率低于其在空气中的,其振型与空气中的形状基本一致,但其节点会向自由端偏移。     

基于电阻应变片法的船舶推进轴系负荷测试方法研究

船舶推进轴系负荷测试是船舶推进轴系设计、校中计算、轴系安装、调整等过程中不可缺少的环节,其目的是使船舶实际运营中的轴承负荷在设计允许的范围之内.利用轴系截面应变测量原理,推导出轴系应变、截面弯矩与轴承负荷三者之间的数学关系式,在此基础上,确定了后艉轴承载荷分配比例与支点位置计算方法.经过实船数据的测量计算,并与国外实验结果的比较和分析,证明了该方法能够满足目前国内船舶推进轴系负荷测试的需要.     

Strain rate sensitive steel constitutive models for finite element analysis of vessel-structure impacts

Civil infrastructure systems such as bridge piers, navigational guide walls, and protection structures that are located near navigable waterways are inherently at risk for being impacted by cargo vessels such as barges and ships. To safely design such systems to possess adequate vessel impact resistance, structural loads associated with potential vessel-structure collision conditions must be quantified in a conservative manner. While high-resolution finite element impact simulations may be employed to compute such loads, care must be exercised in defining the material characteristics of the vessel if conservative structural design loads are to be obtained. Importantly, constitutive relationships assigned to steel components in the vessel model must be capable of accounting for strain rate sensitivities and large-scale plastic deformations.In the present study, strain rate sensitive constitutive models were developed for two types of steel commonly utilized in marine construction in the United States—ASTM A36 and ASTM A1011. Tension tests were conducted over a wide range of strain rates (7.00 × 10⁻⁵ s⁻¹ – 250 s⁻¹) spanning from quasi-static to intermediate and high rates that are typically associated with vessel-structure impact events. A novel testing apparatus—employing an impact pendulum as an energy supply mechanism—was designed for this study to conduct intermediate to high-rate material testing. Features of the apparatus, discussed in this paper, overcome key problems encountered in other studies that have employed impact loading for tensile material testing. From the testing program, representative stress–strain relations and Cowper–Symonds strain rate sensitivity parameters were developed for the materials tested. Rate sensitivities of the two steel grades tested were found to be very similar to each other. Additionally, rate sensitivities from the present study agreed well with ultimate stress data measured in past studies of mild steel, but were found to be less rate-sensitive than yield stress data measured in past studies.     

船体分段焊接变形仿真

船体分段在焊接过程中产生的焊接变形会使船体结构强度降低,然而精确预测和控制焊接变形是个难题.文章提供了准确预测焊接变形的固有应变等效载荷法.这种方法运用有限元法结合固有应变理论以及实验结果对焊接变形进行分析:引入简化的弹-塑性分析杆-弹簧模型,通过分析得到固有应变受焊接区域约束度及最高温度分布情况的影响;将固有应变转化为等效载荷,应用弹性有限元分析求得整个结构的焊接变形.计算结果与LEECH计算及实验结果吻合较好.     

侧限固结时应力比对粗粒土变形的影响

粗粒土侧限变形特性是量化港口填料在不同荷载作用下沉降的重要依据。基于12组不同应力比侧限固结试验,得出侧限条件下加卸荷次数及应力比对粗粒土应变增量的变化趋势,建立粗粒土应变及塑性应变计算模型,并在二维及三维空间下验证了所建模型合理性。结果表明,堆载应力在土体中存在最大影响深度;当应力比相同时,侧限条件下应变增量及塑性应变增量与增量荷载数值无关。粗粒土受荷载循环作用时应变及塑性应变随应力比增大均呈指数函数变化,且其界限应力比处于2. 124～2. 461。建议在港口施工填筑时对地基上部进行多次强夯加固处理,营运阶段应控制最大堆载量并均匀平铺堆场,以降低填筑区的不均匀沉降量。