复合材料修复含孔洞钢板有限元分析

用ANSYS有限元分析软件对复合材料修复的含中心孔洞钢板的强度、刚度进行数值分析,分析补片长度、宽度和厚度对损伤钢板修复效果的影响.引入相对刚度、相对强度和极限载荷提高率等概念来表征复合材料修复损伤钢板的效果.结果表明:补片的长度存在一个最优范围.     

复合材料修补含菱形开孔钢板的有限元分析

利用ANSYS有限元分析软件对复合材料修复含菱形孔钢板的强度、刚度进行了数值分析,分析了补片的宽度及钢板厚度对修复效果的影响。引用相对刚度、相对强度、屈服载荷提高率等概念来表征复合材料修复损伤钢板的效果。结果表明：全宽度修补比部分宽度修补效果好;同一厚度补片对其自身厚度20倍以下的损伤钢板修补效果较理想。     

CFRP修复含裂纹加筋板极限强度仿真研究

[目的]为研究碳纤维增强复合材料(CFRP)粘贴修复含裂纹加筋板的极限强度,[方法]采用非线性有限元法对在轴向压缩载荷作用下的CFRP修复含裂纹加筋板的极限强度进行分析,基于CFRP修复含裂纹加筋板模型,对仿真结果与文献的试验结果进行比较,验证所提方法的准确性。以CFRP双面修复含裂纹加筋板为例,研究CFRP加筋板的极限强度,并对胶层剥离机理和胶层应力进行分析。[结果]结果表明,使用CFRP修复含裂纹加筋板后其极限强度得到了明显提高,且接近于含几何初始缺陷加筋板的极限强度;CFRP修复含裂纹加筋板的脱胶行为发生在极限强度之后。[结论]使用CFRP修复含裂纹损伤的加筋板可有效提高其极限承载能力,研究结果可为船舶与海洋工程结构修复提供参考。     

带有消声瓦的潜艇耐压壳在流场中的阻尼振动和层间应力

在壳厚方向采用位移和应力插值函数,应用混合分层理论和壳体在流场中所受的流体动压力.推导带有消声瓦的潜艇耐压壳在流场中的动力学方程.采用迭代的方法求出潜艇耐压壳在流场中阻尼振动的解.在不同粘弹性材料弹性模量和厚度下.分别计算了潜艇耐压壳在流场中阻尼振动的一阶固有频率、结构损耗因子和层间横向应力的幅值.结果表明,随粘弹性材料弹性模量的增大,一阶固有频率和结构损耗因子增加,随粘弹性材料层厚度的增大,结构损耗因子增加.一阶固有频率减小.较高的层间法向正应力是造成潜艇消声瓦在流场中低频振动脱落的主要原因.采用较高模量和厚度的牯弹性阻尼材料将有效地降低潜艇耐压壳在流场中阻尼振动的层间应力的幅值.     

模拟海洋环境条件下碳纤维复合材料力学性能试验研究

本文主要进行了CFRP材料浸渍于碱溶液、浸渍于盐溶液及经人工老化后的力学性能试验。试验证实,上述几种长期环境条件作用对CFRP的极限强度影响不大,但能显著降低CFRP的极限延伸率,碱溶液浸渍、盐溶液浸渍显著降低了CFRP的弹性模量,而人工老化则几乎没什么影响。试验结果分析证明,应用于加固结构分析的CFRP的应力-应变关系,可应用线弹性关系。     

复合材料板与钢板胶接、螺接与混合对接接头的力学特性研究

对6种不同的复合材料板与钢板的连接接头,即单盖板胶接、螺接、混接,以及双盖板胶接、螺接、混接的连接接头进行了静力拉伸试验与数值研究。静力试验获得了接头的失效载荷、载荷-位移曲线以及失效模式,通过对比发现接头的承载能力与接头形式有很大关系。采用有限元方法获取了胶接接头中胶层应力分布,并研究了接头各设计参数如搭接长度、胶层厚度等对接头强度的影响规律。     

均布压力作用下加筋板结构局部补强分析

采用有限元分析方法分析对局部腐蚀的加筋板结构分别采用焊接、粘接补板的方法进行局部补强后原始结构和补板的强度;研究局部补强后加筋板结构的强度与补强方式、贴板厚度等参数之间的关系,计算不同补强方式、不同厚度的贴板补强后结构的最大应力值;对比缺陷区域最大应力值的大小,分析补强方式和贴板厚度对补强效果的影响。分析表明,局部补强后加筋板结构缺陷区域的最大应力值随着补强板厚度的增加而逐渐减小,但补强板的存在并未明显改变补强区域与原加筋板结构连接边界处的应力分布趋势,且使用相同厚度的补强板时,粘接补强的效果要明显好于焊接补强。     

基于海洋环境的CFRP加固含裂纹钢板拉伸性能试验研究

应用虚拟裂纹闭合法建立模型,模拟塑性钢板的破坏过程。提出了考虑环境防护的加固工艺方案,进行有限元仿真分析及试验验证。利用环境试验设备模拟交变湿热、太阳辐射老化、盐雾等南海典型环境,分析南海环境因素对加固胶层脱粘前的最大载荷及脱粘位移的影响。研究表明,虚拟裂纹闭合法可准确地模拟含裂纹结构加固前后的受力情况,环境因素对CFRP加固结构的最大脱粘载荷基本没有影响,但最大脱层位移显著降低。这表明环境因素对粘接剂的延伸率有一定的影响。     

CFRP加固损伤钢板的拉伸及疲劳性能研究

文章基于Dugdale模型理论提出CFRP加固含裂纹钢板加固量的计算方法。通过虚拟裂纹闭合法建立模型来模拟塑性钢板的破坏过程,并完成相关试验,验证了CFRP加固含裂纹钢板有效粘贴长度、有效粘贴宽度取值的有效性。同时利用Paris公式预估疲劳寿命,并结合相关试验数据,探究了CFRP加固对含裂纹钢板疲劳寿命的提高作用。研究表明,有效粘贴长度、有效粘贴宽度的理论取值有效;通过CFRP双侧加固竖裂纹、斜裂纹钢板构件可分别使其疲劳寿命得到显著提高。     

混凝土桥梁修补加固技术

根据混凝土构件裂缝的处理原则,详细地介绍了使用环氧胶浆、环氧胶泥对桥梁的加固方法及裂缝封闭、压浆和粘贴钢板的加固工艺,并对粘接材料的力学性能和老化性能进行了探讨。     

船用钢应力-应变关系的数学表达及其在计算加筋板屈曲应力中的应用

本文将船用钢拉伸实验曲线从比例极限到屈服极限的非线性段,用一个含有四个参数的幂函数来表达。对7种常用的船用钢的拉伸实验数据进行了曲线拟合,通过误差分析,验证了上述方法的可用性,进而得到船用钢应力-应变关系的数学表达式。还根据船用钢的特性,计算加筋板在非线性阶段的梁柱屈曲应力,对具体材料将给出更精确的结果,最后与JTP和NK规范以及文献[1]的结果进行了对比。     

Elastic local buckling strength of stiffened plate considering plate/stiffener interaction and welding residual stress

An analytical formula for estimating elastic local buckling strength of a continuous stiffened plate subjected to biaxial thrust is derived considering the influence of plate/stiffener interaction and welding residual stresses. Through a comparison of calculated results with those by FEM eigenvalue analysis, high accuracy of the proposed formula is demonstrated. A series of buckling strength analyses is performed on the deck and bottom plating of actual ships. It has been found that:

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船体舷侧大面积换板应注意的几个问题

对于20年以上船龄的散货船,在船体舷侧板大面积割换前,应将货舱内影响纵横强度的项目结束,并调整压载后,方能开工。割换范围、分片划分、工艺步骤、焊接顺序应科学合理,利于预防和控制船体整体变形、局部外板变形、焊缝裂纹等,从而确保修船质量。     

三边简支板格的剪切屈曲分析

采用能量法分析三边简支板在剪切荷载作用下的弹性屈曲性能,推导三边简支板格受剪下的临界屈曲应力计算公式。采用有限元方法进行均匀受剪三边简支板格弹性屈曲的数值验证计算。结果表明:当长细比大于1.5时,临界应力计算公式与有限元计算结果吻合较好。     

真风盘的运用及扩展

介绍了运用真风盘将视风要素换算成真风要素;更重要的是给出了用真风盘求来船的运动要素及避让来船的避让措施、避离台风的方法.     

加筋板结构的自由振动分析

为了提高加筋板结构振动响应的预报精度,建立了考虑板的剪切变形和旋转惯性以及梁偏心的加筋板结构的振动模型,并对板的偏心情形进行了阐述,同时编制了相应的计算程序,对算例的计算精度进行了比较分析,最后将其应用于船体结构的振动响应预报,并给出了相应的计算建议.     

双层水平板式防波堤结构箱型水平板研究

双层水平板式防波堤是一种新型的水工结构物,采用上下两层水平板达到消浪、透水的目的.本文研究的水平板采用钢制箱型板结构.根据物理模型试验测定的波浪荷载,应用ANSYS有限元软件,分别探讨不同支承形式、钢板厚度、H型钢加劲肋个数和型号等因素对水平板应力和变形的影响,并与传统计算方法相比较,为双层水平板式防波堤的结构设计及工程应用提供参考.     

有限板结构的面导纳

为了恰当表述面接触安装方式下的振能传递,本文介绍了面导纳的概念,针对更能反映实际基座结构的有限薄板模型推导出面导纳计算方法,对简支和钳制矩形薄板叙述了具体过程并进行了数值计算,比较了边界条件等设计参数对其的影响。     

水下平板式防波堤运动响应分析

文章研究了由两种不同材料组成的水下平板结构在入射波浪作用下的运动响应。研究发现:(1)两种材料组成的平板运动幅值变化趋势基本相同,质量轻的平板运动幅值较大;(2)在垂荡方向随着相对板长的增加,运动幅值变化较大,在KB/2=0.3有极值存在;(3)在横荡方向,运动幅值在KB/2≤1.0时,变化不大,当KB/21.0时,运动幅值迅速减小;(4)横摇时,随着相对板长KB/2的逐步增加,转动角度先增加后减小,在KB/2=1.2附近出现极值。     

一种带防浪板的桩基式防波堤结构

以非洲某项目为例,提出带防浪板桩基式防波堤结构,运用ANSYS有限元模型计算这种结构的可行性,并通过工程量对比论证该结构的优点。该结构成功解决了缺少石料、地震液化等问题,降低造价近一半。