海洋修井机井架应力测试工装设计和应用

工装作为海洋修井机井架应力测试必要的辅助加载工具,其结构形式和承载能力直接影响到井架应力测试的安全和效率。为研制出通用性强的井架应力测试工装,通过调研当前海洋修井机的主要结构形式,依据标准规定的应力测试要求,采用有限元软件ABAQUS对设计的工装进行2种工况的计算分析。分析结果表明:工装的最大应力值为260.9 MPa,满足强度要求;最大变形为3.37 mm,变形较小。实际应用结果表明:设计的工装可满足现场井架应力测试的要求,应用方便,适用性强。     

南海某平台修井机井架强度评估

海洋钻修井机在使用中,由于腐蚀、疲劳、过载等因素影响,部分设备或整机会出现不同程度的损伤缺陷,这些损伤缺陷使钻修井机井架的性能低于原设计,需对在役井架进行强度评估。采用超声波测厚仪,对南海某平台修井机井架杆件厚度进行测量,据此建立井架有限元模型,设定10种工况组合对井架进行强度分析。后对该井架进行应力测试,根据测试结果计算其强度系数。分析结果表明,不满足规范要求,需要降级为C级。有限元分析结果与应力测试结果相互支撑,分析结果准确可信。     

1000t起重船扒杆应力应变测试分析

以1 000 t起重船扒杆结构为对象,采用电阻应变测试法进行了应力应变测试分析。通过布置应变片,测出在相应工作状态下起重船扒杆结构各截面的应力应变,并与许用应力比较,最后分析得出结论。研究结果对相似起重船扒杆作业操作与测试试验有一定参考意义。     

基于实验应力分析的汽车渡船跳板强度校核

针对现有规范并未给出测试汽车渡船跳板实际强度的方法的问题,提出了利用实验应力分析的手段对跳板的关键测点进行应变实测并换算出跳板结构最大应力的方法,对某服役中的汽车渡船跳板在不同工况下强度的实测与校核的结果表明：各工况下结构的最大应力均小于材料的许用应力,跳板强度满足规范要求,实现了对跳板结构真实强度的校核。     

调距桨叶根螺栓应力试验测试

通过调距桨静态加载试验,对叶根螺栓杆部进行贴片测试应力应变,并与理论计算、仿真分析结果进行对比验证,试验测试结果与相同工况下的仿真分析计算结果基本一致,趋势相同,验证了有限元仿真分析计算结果的准确性与合理性,为叶根螺栓的强度校核与优化设计提供了参考依据。     

船舶耐碰撞结构设计有限元分析研究

为了提高船舶机械结构强度,从而提高船舶的耐碰撞能力,提出一种基于有限元分析的船舶耐碰撞结构设计方法。在CAD/CAM平台上进行船舶耐碰撞疲劳损伤结构分析,采用连续体模型分割方法进行船舶的机械结构强度分解,结合有限元分析方法进行船舶耐碰撞应力结构分析,以屈服强度和船舶荷载强度为测试约束指标参量,进行结构强度的力学分解,在有限元仿真软件中进行应力评估,实现船舶结构优化设计。测试结果表明,采用该方法进行船舶耐碰撞结构设计,对船舶的结构力学分析结构准确度较高,船舶的结构强度得到增强,耐碰撞性能提高。     

6000t/h装船机结构静力分析及安全评估

为保证装船机作业安全,针对某6000t/h装船机,利用有限元分析软件ANSYS对装船机整机进行变形和应力状态分析。然后,采用动静态应变测试分析系统,对该装船机进行了现场应变测试。最后,将有限元计算结果与现场测试结果进行了对比分析。研究结果表明,有限元计算结果与现场测试结果较为吻合,同时说明该装船机的强度和刚度满足安全运行的要求,可为以后装船机的设计和现场测试提供参考依据。     

瞬态冲击载荷作用下舵板结构的疲劳寿命预测

通过开展材料性能试验与分析,获取材料的循环应力-应变曲线,采用不同方法对Manson-Coffin公式中的疲劳常数进行估算,对R≠–1的应变-寿命曲线进行修正.运用雨流计数法计算得到结构的载荷谱,采用Neuber近似解法求出舵板结构的局部应力应变.分别应用道林公式和兰德格拉夫公式2种方法计算结构的累计损伤效应,并对2种方法的计算结果进行对比分析.提出采用应变能等效原则开展试件的疲劳寿命试验方法,试验结果与仿真计算结果较为近似.     

地质调查船月池结构局部强度评估及优化

采用直接计算法对地质调查船的月池结构强度进行评估。对调查船全船建立有限元模型,并对月池结构进行细化;考虑月池区域局部载荷最大的工况,利用频域内的三维势流理论和设计波法计算地质调查船在各工况下的波浪载荷,同时考虑各工况下月池结构处井架支脚的支反力,进而计算月池结构在不同工况下的应力响应。参考散货船结构强度直接计算分析指南对月池结构强度进行评估,对不满足许用应力标准的结构给出了优化方案并进行了进一步的校核。结果表明,三维势流理论和设计波法为带有月池结构的船舶波浪载荷的计算提供了有效的技术手段,采用直接计算法所得到的评估结果可为该类船舶的设计开发提供参考。     

瞬态冲击载荷作用下舵板结构的疲劳寿命预测

通过开展材料性能试验与分析,获取材料的循环应力-应变曲线,采用不同方法对Manson-Coffin公式中的疲劳常数进行估算,对R≠–1的应变-寿命曲线进行修正。运用雨流计数法计算得到结构的载荷谱,采用Neuber近似解法求出舵板结构的局部应力应变。分别应用道林公式和兰德格拉夫公式2种方法计算结构的累计损伤效应,并对2种方法的计算结果进行对比分析。提出采用应变能等效原则开展试件的疲劳寿命试验方法,试验结果与仿真计算结果较为近似。     

基于盲孔法的水下承压结构残余应力测试研究

对盲孔法测残余应力中的等轴三角应变花应变释放系数进行有限元标定和塑性修正,得到了塑性修正后的应变释放系数;采用盲孔法对高强度钢水下承压结构典型部位的焊接残余应力进行测量,根据测试得到各测点的释放应变值,结合修正后的应变释放系数计算得到了水下承压结构典型测点的残余应力值。结果表明,水下承压结构焊缝附近纵向残余应力可达0.5倍屈服极限,周向残余应力可达0.4倍屈服极限。     

基于盲孔法的水下承压结构残余应力测试研究

对盲孔法测残余应力中的等轴三角应变花应变释放系数进行有限元标定和塑性修正,得到了塑性修正后的应变释放系数;采用盲孔法对高强度钢水下承压结构典型部位的焊接残余应力进行测量,根据测试得到各测点的释放应变值,结合修正后的应变释放系数计算得到了水下承压结构典型测点的残余应力值。结果表明,水下承压结构焊缝附近纵向残余应力可达0.5倍屈服极限,周向残余应力可达0.4倍屈服极限。     

基于ANSYS-WORKBENCH的绞车卷筒受力分析与试验研究

根据液压张力/锚泊绞车的实际使用工况,采用ANSYS-WORKBENCH对液压张力/锚泊绞车的卷筒建立有限元模型,并对制动力和支持负载2种使用工况下的应力应变进行分析。分析结果表明：卷筒最大综合应力均小于材料的许用应力,满足强度要求。同时,采用油缸加载的方式对液压张力/锚泊绞车的制动力和支持负载进行试验,验证绞车卷筒的强度和刚度是否满足使用要求。试验结果表明：卷筒无明显变形,试验完成后绞车运行无卡滞,绞车卷筒的强度和刚度满足使用要求。     

超声冲击对海洋工程大厚度高强钢焊接残余应力的影响

对海洋工程大厚度高强钢焊接结构焊后焊缝及母材进行局部超声冲击处理,采用X射线衍射法和小孔法测试冲击前后的残余应力,分析超声冲击工艺对焊接残余应力的影响.研究结果表明:大厚度高强钢焊接结构经覆盖焊缝及母材局部超声冲击处理后,焊接残余应力显著降低,冲击区域拉应力全部转化为压应力,压应力大小均匀,XRD测试压应力均值达到母材理论屈服强度的0.50~0.80倍,小孔法测试压应力均值达到母材理论屈服强度的1.10~1.30倍;EQ47拘束态高强钢焊接结构分别采用冲击强度10 s/cm2与20 s/cm2冲击后,冲击区域形成的压应力基本一致,纵向应力与横向应力大小接近,20 s/cm2冲击强度下纵向应力与横向应力接近水平优于10 s/cm2.     

500t船用起重机荷载试验

介绍了500t船用起重机的构造,用有限元软件ANSYS对该起重机一些工况进行仿真分析,获得结构的应力应变参数。通过不同荷载工况下测试结果与计算结果的比较,验证了起重机结构的可靠性,为该类型起重机试验分析提供了方法手段。     

双体船连接桥强度有限元分析

分析了双体运输船结构强度特点，并利用大型有限元分析软件MSC．Nastran对曲型双体运输船进行强度分析，获得了全船应力、应变分布规律，为双体船的连接桥部分的结构优化提供依据。     

洋流作用下悬浮隧道动力学行为试验研究

本研究根据相似准则和试验条件设计试验模型。在试验模拟的1节悬浮隧道管段上分别布置2组和3组锚索支撑,测试在不同流速条件下,悬浮隧道管体结构的环向应变、轴向应变及张力腿锚索的轴力。根据试验结果,初步分析悬浮隧道应力的空间分布特征和张力腿的轴力情况;给出在相同环境条件下,张力腿锚索数量对结构应力的影响、洋流速度对悬浮隧道管段结构变形和张力腿轴力的影响关系等。     

含裂纹加筋板在压缩载荷下的剩余极限强度试验研究

在老龄化引起的船舶结构安全性问题中,裂纹损伤是结构强度衰减的一个重要因素。文章采用逐步加载法对含裂纹损伤的加筋板压缩剩余极限强度进行试验研究。设计六种典型的穿透裂纹损伤加筋板,对损伤试件进行轴向压缩试验。通过改变裂纹尺寸、位置及倾角参数并根据试验观测结果,探讨了不同裂纹参数下加筋板的屈曲破坏特点和对剩余极限强度影响。试验结果表明,不同的裂纹长度以及裂纹位置改变加筋板结构承载力的分布,影响结构应力应变场,进而改变其失效崩溃模式;倾角为45°的裂纹相对于垂直于加筋的裂纹对加筋板结构的剩余极限强度影响较小,此外初始缺陷对结构的剩余极限强度的影响也不容忽视。     

长江口软基围堤施工的加载速率效应

针对长江口某围堤施工软土堆载过程中的稳定性问题,进行不同加载模式下的应力路径试验,分析长江口软黏土的应力-应变关系、结构损伤特性、强度及应变率发展模式,为该围堤工程的施工速率选取及施工过程中的稳定性控制提供技术依据。结果表明:在不考虑固结的前提下,土体的不排水抗剪强度几乎不受加载模式影响;最终强度与达到破坏时的应变大小无关,但与分级加载时间和分级静置时间存在相互作用关系;土体失稳时的应变率与加载速率和静置时间均有一定关系,且加载速率的影响更大;当加荷超过不排水抗剪强度的80%时,或分级最大应变率逐渐偏离加载初期的线性变化,土样濒临破坏。     

980钢焊接节点疲劳试验

疲劳寿命与材料、节点形式、焊接工艺，以及应力应变水平有关。当交变应力水平超过材料的屈服极限时，疲劳试验载荷作用的频率对疲劳寿命将会影响很大。采用应变控制方式进行疲劳试验，可以降低载荷频率对疲劳寿命的影响。本文根据应力水平大小，分别在应力和应变两种不同的控制方式下完成了980钢板对接焊节点、T型焊接节点和大角度对接焊节点的疲劳试验工作，得到了980钢在一定焊接工艺条件下的应力-寿命和应变-寿命结果。为980钢焊接结构的疲劳强度设计提供了依据。