基于最大裂纹张口位移计算应力强度因子的方法研究

文章提出了基于最大裂纹张口位移计算I型应力强度因子的新方法,该方法适用于复合载荷(均匀拉伸和纯弯曲载荷组合)作用下的具有半椭圆表面裂纹的有限平板模型。首先,理论推导了具有埋藏裂纹的无限大平板受均匀拉伸载荷作用时应力强度因子与裂纹最大张口位移的对应关系,再应用有限元数值模拟技术,考虑了表面效应、模型尺寸效应及载荷形式的影响,然后基于有限元模拟结果,根据多元多次最小二乘法原理拟合出对应修正系数表达式,最终建立了复合载荷作用下有限平板裂纹尖端应力强度因子与最大张口位移的函数关系,实现了由容易获得的最大裂纹张口位移确定应力强度因子的方法。该方法避免了对裂纹尖端的应力场、位移场的分析,为实际应用中应力强度因子的获得提供了新的方法。     

带径向边裂纹圆盘的权函数和旋转应力强度因子

采用裂纹在均布压力作用下的应力强度因子为参考载荷,通过Petroski和Achenbach的裂纹面张开位移公式推导出了内壁带径向边裂纹的圆盘的权函数,进而得到了计算旋转圆盘裂纹尖端处的应力强度因子公式.该公式可计算旋转圆盘在不同裂纹深度、转速、材料和尺寸情况下的应力强度因子.与有关文献比较,表明本文的公式具有良好的精度.同时文中还研究了旋转圆盘应力强度因子随裂纹深度和圆盘直径之间的变化规律,方便了工程应用.     

板板焊接构件应力强度因子的工程化方法研究

针对承受拉弯载荷作用焊趾处含有表面裂纹的T型焊接接头,提出了一种根据裂纹最大张口位移量确定裂纹最大深度处应力强度因子的新方法。基于有限元数值计算,考虑了模型尺寸效应、焊接尺寸、裂纹深度比、裂纹形状比等因素对应力强度因子的影响,建立了拉伸、弯曲载荷对应的修正系数表达式,提出了基于裂纹表面最大张口位移确定T型焊接接头裂纹深度方向的应力强度因子的简便方法。以十字形板板焊接接头为例,显示该方法适用于任意形式的板板焊接接头。     

基于能量释放率理论的三维应力强度因子显式闭合解

基于能量差率基本原理,以非穿透裂纹深度的相对值作为控制裂纹虚比例扩展的无量纲几何参量,构造求解裂纹张开位移幅值的伯努利微分方程,导出以裂纹绝对尺寸和相对尺寸为参数的裂纹张开位移幅值表达式,得到有限大体非穿透裂纹三维应力强度因子闭合解.并给出无量纲应力强度因子与各种相对尺寸参数关系的显式表达式,计算结果与Newman的有限元分析结果基本-致.该方法在工程结构损伤容限与耐久性设计应用中更加便捷、高效.     

桩水平承载力实用非线性计算方法研究——NL法

本文以大量的桩基水平静载荷试验实测资料为基础,提出了一种水平土抗力与深度、位移的函数关系以及水平地基反力系数与土质指标的函数关系,并且利用相似原理,将非线性有限元的数值计算转化为简单的查表计算,建立了桩在水平荷载作用与的一种新的非线性计算方法－ＮＬ法,通过３９根桩的实例计算,表明ＮＬ法具有较可靠的精度和较强的实用性。     

初始尺寸对超声疲劳试样的影响及铝合金6063疲劳试验验证

狗骨形试样具有中间等截面段试验有效区。采用悬链线代替圆弧线的轮廓方程,获得了狗骨形试样的解析计算方法。分析结果表明,试样初始尺寸在一定范围内取值时轮廓方程代替所引起的误差控制在3%以内。可通过增大变截面段长度或粗、细端的半径比来缩短试样长度,但增大变截面长度会降低试样位移应力系数。尽管狗骨形试样的位移应力系数不如沙漏形试样,但狗骨形比沙漏形更节省试验材料,而且其位移应力系数也足够满足试验要求。铝合金6063的超声疲劳试验表明,狗骨形试样的设计等式是可行的。铝合金6063的S-N曲线呈现持续下降的趋势,其疲劳裂纹扩展以剪切方式进行,并且呈现裂纹表面萌生机制。疲劳源区与裂纹扩展区之间存在明显的台阶。     

海洋平台中KK管节点表面裂纹应力强度因子的有限元计算方法

海洋平台中的KK管节点由于长期承受循环载荷而容易在焊缝处产生疲劳表面裂纹.对包含表面裂纹的KK节点的残余寿命的评估依赖于对表面裂纹应力强度因子的准确估算.本文首先提出了KK节点中表面裂纹的有限元网格产生方法,然后采用线弹性断裂力学理论,通过裂纹前缘的位移外推插值法分析了KK节点在轴向力作用下沿着表面裂纹的应力强度因子的分布情况.最后,通过对22个KK节点的模型分析,研究了节点的几何参数和裂纹形状参数对应力强度因子的影响情况.     

基坑开挖过程中地下连续墙位移与土压力分析

分析了地下连续墙和土的相互作用机理，对墙体位移沿深度的分布进行了有限元分析，并与实测结果进行了比较，研究了土压力和位移的关系，提出了开挖过程中按墙体位移计算土压力、水平地基系数的参考值。     

基于DPDM技术的水平受荷桩侧土位移分析

应用数字照相变形量测DPDM(The digital photogrammetry for deformation measurement)技术对水平受荷桩的桩侧土位移进行分析.通过室内模型单桩单向水平循环荷载实验,利用数码相机时实验过程中桩侧土体的变化进行全程拍摄,应用DPDM技术对拍摄结果进行处理,得出桩侧土体的位移场分布.桩身的变形分为弹性阶段,弹垫性阶段和破坏阶段.破坏荷载下,主动侧土体塑性变形区宽度为桩径的0.5倍,深度与桩身变形深度相同;被动侧土体塑性区域呈半个倒锥形,主要分布在沿桩身0.37倍桩入土深度内.锥形侧表面尾端与土表面成60°夹角.     

FPSO节点焊趾处的裂纹修理形状研究

对焊缝处出现的裂纹进行修理以阻止其进一步扩展,能够有效地延长FPSO焊接结构的疲劳寿命.考虑到应力集中而造成的疲劳寿命的降低,要谨慎选取修理时所采用的形状和尺寸,避免在修理后产生的表面缺陷处出现过高的应力集中.文中旨在进行三维T型焊接节点焊趾处的裂纹修理分析,为了选取合理的修理切口,首先对不同几何形状和尺寸的二维焊接修理切口,如抛物线型和椭圆型等,进行了应力集中系数的计算,并与相类似尺寸的U型切口的计算结果进行了比较.结果表明,当切口的表面半宽长于其深度时,椭圆型的裂纹修理切口具有更低的应力集中系数.随后,选择应力集中较小的椭圆型和U型切口焊接修理形状,并采用更加精确的三维有限元分析方法进行分析,给出了通过打磨等修理方式消除裂纹后得到的三维表面缺陷的应力集中系数,为工程上焊趾处裂纹的修理提供决策依据.     

Extension of the super-elements method to the analysis of a jacket impacted by a ship

The aim of this paper is to present a simplified analytical method for estimating the crushing resistance of an oblique cylinder impacted by the stem of a striking ship. The collision angle of the vessel is arbitrary, i.e. oblique collisions are also considered in this article. The two extremities of the tube are assumed to be clamped. These developments are intended to be used for evaluating the crashworthiness of an offshore wind turbines jacket. To achieve this goal, closed-form expressions are first derived for the particular situations of a horizontal and a vertical cylinder by applying the upper-bound method. An interpolation formula is then proposed to get the resistance opposed by the tube for any inclination angle. In order to validate these theoretical developments, some comparisons are made with the results of numerical simulations. These latter are performed using the finite elements software LS-DYNA. In almost all cases, the analytical prediction of the resistance is found to be in quite good agreement with the numerical ones. Finally, another comparison is made by simulating an OSV collision with a full jacket. In this case, the theoretical model is found to be insufficient for large impact energies and points out the need of further research.     

大型船舶辅机尾气排放测试系统研究

船舶在岸时电力供应主要来源于船舶辅机,因此在岸船舶尾气排放来自于船舶辅机,目前船舶排放相关研究多集中于船舶排放清单,对船舶实际航行中实际排放测试研究较少,船舶辅机实际排放也没有引起重视。该文通过对测试仪器的选型以及测试系统的搭建,构建出一套检测大型船舶辅机尾气排放的PEMS( 车载排放测试系统);在实际船舶辅机排放测试中测得某在岸船舶在300kw和600kw两个工况下NOX,CO,CO2以及颗粒物的排放特性,并对测试工况对排放特征的影响进行了分析。     

船用柴油机"小水套"裂纹原因浅析

从事技术管理工作，经常遇到设备偶尔或突发故障，分析其原因主要由环境因素和设备质量问题引起，实践证明上述问题在一定程度上可通过管理人员的责任心和加强管理得到弥补。     

局部加强的含裂纹板应力强度因子分析

对含裂纹板局部焊接加强板条的断裂问题进行了分析计算.考虑加强板条的横向刚度和纵向刚度的影响,将加强板条对裂纹板的作用力离散化为作用在沿加强板条方向的有限个作用点处,由含裂纹板的复应力函数解法进行求解.文中分别就加强板条位置和加强板条相对刚度对裂纹板加强作用的影响进行了计算分析.计算结果表明,加强板条纵向刚度对降低裂纹板的应力强度因子起主要作用,提高加强板条刚度有利于降低结构应力强度因子,提高结构承载能力.     

船舶推进电机轴电流研究

Long Run;Ke Changguo(Naval Representative's Office in Xiangtan, Xiangtan 411100, Hunan, China;Wuhan Institute of Marine Electric Propulsion, Wuhan 430064, China)     

桥式卸煤机抓斗开闭控制系统改造及效果

扬子石化运输公司的3台8 t桥式卸煤机是扬子公司燃煤卸船的关键设备. 该设备自198 6年6月投入运行以来,每年卸煤产量都在100万吨～145万吨 . 十多年的运行表明,该型号的卸煤机存在着先天不足,尤其是抓斗控制机构的备件消耗大、高成本、高故障一直困扰着我们.     

船用散热器空气流动的数值模拟

基于标准k-ε湍流模型,分别采用正交六面体结构化网格与四面体非结构化网格进行网格划分,使用有限体积法对船用空气散热器内部腔室的流动进行数值计算,模拟散热器各个出口冷却气流的流动情况。比较发现,采用正交六面体结构化网格的计算结果的精度要高于四面体非结构化网格,其仿真更加逼近真实的流动状态。采用六面体网格划分进行数值模拟,发现气流在出口处所受到的喷管效应且气流的形态成直线,各出风口的出风量通过阶梯型设计处于均匀分布状态。     

SiMoCo: the viability of a prototype platform for a coastal monitoring system: a case study

Coastal zones are among the most productive areas in the world, offering a wide variety of valuable habitats and ecosystems services. Despite the low population density in the Brazilian coastal zone, their distribution is quite concentrated near some coastal cities and state capitals. This concentration places enormous pressure on coastal resources. Therefore, the main objective of this paper is to present an overview on the current status of SiMoCo (Sistema de Monitoramento Costeiro, or Coastal Monitoring System in English) project as a possible early warning system that can be integrated to the Brazilian Coastal Management Information System. This prototype platform provides a real-time access to the composition, organization and simulation of planktonic communities. First, our results demonstrate such a system detecting a target dinoflagellate; second, we apply structural and functional indexes to compare and characterize the ecological networks from two different coastal areas. Conclusions are made about SiMoCo’s feasibility and its possible contribution to the decision-making process within integrated coastal zone management (ICZM) strategies.     

“货改耙”技术改造分析

上海航道局为适应国内外疏浚市场的需要,提高企业设备能力,将一艘万吨级散装旧货轮成功改造成为12 000 m3自航耙吸挖泥船一新海象,现已作为长江口疏浚的主力施工船,发挥着明显的社会效益和经济效益.     

具有浮子的组合锚链线静力特性研究

在无流速、忽略锚链拉伸变形的条件下,对具有浮子的组合锚链线的静力特性进行理论分析,以隐函数方程的形式给出锚桩处锚链与水平线夹角的计算式,以参数方程的形式给出锚链线坐标及张力的解析解。算例表明,描述锚链线形状的参数方程是合理的。