加筋板非线性振动及稳定性分析

研究了加筋板的几何非线性振动及稳定性问题。运用Hamilton能量变分原理，得到在给出受面内周期载荷下，加筋板的非线性振动控制方程，采用了伽辽金方法离散，得到类似多自由度系统的非线性，并根据Bolotin方法分析了完善板在平凡解时的稳定性，运用数值方法求解了非线性方程组的周期解，并给出了不同参数下的频响曲线。     

冲击载荷下加筋板非线性瞬态分析

本文用半解析的方法分析了横向冲击载荷下加筋板的非线性瞬态响应。考虑膜力的存在，忽略筋截面上的剪切应力，引入板的应力函数，采用离散加筋板模型，运用能量原理建立加筋板的动响应控制方程。假设挠度为双级数形式，运用迦辽金法，将加筋板的动响应方程转化为一个多自由度的动力系统，采用数值方法来求解。本文最后给出了几个模型的计算结果。     

加筋板壳结构非线性有限元算式

推导了加筋板壳结构非线性有限元的基本算式，考虑了板壳大挠度以及弹塑性应力状态，结合工程结构受力变形的实际情况，给出了工程上常使用的加筋板壳结构非线性变形的基本算法，可用下地描述破坏前整个结构的受力变形状态。     

加筋旋转薄壳的非线性屈曲分析

本文基于能量准则求解均布外压下加筋旋转薄壳的非线性屈曲问题,采用半解析半离散的方法导出了壳体的非线性屈曲方程和计算格式,其中物理非线性采用塑性形变理论和Mises屈服准则。考虑到壳体沿经线方向进入塑性的程度不同,采用经向分段的方法对壳体进行离散,使导出的方法具有有限元法的优点。数值分析和试验结果表明,所导出的方法具有较好的精度,计算过程也比较简单方便。     

加筋板大挠度弯曲变形分析

提出了一种加筋板大挠度弯曲的新解法,此方法将离散的梁与板结合起来建立一个统一的控制方程。然后引入板、板长方向和板宽方向加筋三个不同的应力函数,通过δ函数将加筋应力场离散,根据加筋板的平衡方程和变形协调条件,推导出加筋板的Von-Karman方程。运用加权残值法,可以解出不同边界条件下的加筋板大挠度问题。最后还给出了几个计算实例。     

芯板可压缩的夹层加筋板固有频率分析

推导了一种考虑芯板垂向压缩变形影响的双向加筋的约束阻尼夹层板有限元单元.其中,夹层板面遵循Mindlin一阶剪切变形理论的假定;芯板采用基于厚板理论的非线性位移模式, 各向位移沿板厚成抛物线分布, 并考虑了芯板的横向压缩变形;加强筋采用Timoshenko梁模型,考虑了其剪切变形的影响.根据层间位移连续和板、梁位移连续假设,将芯板和加强筋的位移用上下面板位移表示,推导了相应的位移应变关系, 继而根据Hamilton原理建立了控制方程.数值计算结果表明约束阻尼夹层加筋板有限元单元的推导是正确的;在约束阻尼夹层加筋板的固有频率研究中,考虑夹层板芯层的垂向压缩变形的影响是必要的.还讨论了芯板和加强筋的各个参数对板固有频率的影响.     

加筋压筋夹层板的固有频率分析

这是ISSC的BENCHMARK研究内容.首先对没有敷设层时的计算结果与实验结果进行了比较,以验证计算模型的有效性.对两种加筋压筋夹层板结构的固有频率进行了分析.对夹心层和厚表层分别采用偏心壳单元和固体单元进行了计算,并与实验结果进行了比较.结果表明,对于夹心层无论厚薄,均为采用固体单元较适宜.最后对有无夹层处理的结构固有频率也进行了比较.     

含初始挠度加筋板的稳定性分析

为了确定初始挠度变形对加筋板稳定性的影响作用,根据实际情况假设初始挠度为双三角级数形式,利用Ansys计算分析了整体初始挠度的幅值与半波数对弹性失稳压力的影响,并得到初始挠度对加筋板稳定性的影响因子计算方法.计算结果分析表明,随着初始挠度的幅值和半波数的增加,加筋板弹性失稳压力逐渐减小;对于含有某种初始挠度的加筋板,其影响因子主要受加筋板的厚度和加强筋间距的影响,而加筋板长宽比的影响较小,可以忽略.     

含初始挠度加筋板的稳定性分析

为了确定初始挠度变形对加筋板稳定性的影响作用,根据实际情况假设初始挠度为双三角级数形式,利用Ansys计算分析了整体初始挠度的幅值与半波数对弹性失稳压力的影响,并得到初始挠度对加筋板稳定性的影响因子计算方法。计算结果分析表明,随着初始挠度的幅值和半波数的增加,加筋板弹性失稳压力逐渐减小;对于含有某种初始挠度的加筋板,其影响因子主要受加筋板的厚度和加强筋间距的影响,而加筋板长宽比的影响较小,可以忽略。     

空间复合材料加筋板流固耦合振动分析

本文用结构有限元与流体边界元方法研究了空间复合材料加筋板结构的流固耦合自由振动，推导了用于结构分析的分项插值型复合材料八节点板单元和三节点梁单元，以及用于流场分析的线性边界单元。用修正的RIRZ向量法与波前法相结合的方法求解特征值问题，避免了因附连水质量引起的结构质量矩阵为满阵的内存困难和非对称矩阵方程约化困难。算例表明，附连水质量对复合材料结构的动力特性影响要比各向同性材料严重得多。     

由波形分析改进长江客货船船型

本文基于线性兴波理论,采用波形分析法,对长江中、上游典型客货船“东38”型进行实船改型研究。在与该型同一主尺度系数的条件下,运用船型可分法的设计思想设计出928船型,并安装了首球鼻以降低其波形阻力。提出了根据实测波幅谱概估球鼻最佳尺度以及球鼻重心纵向位置移动对波形阻力影响的方法。 新设计的球首长尾轴套船型——928-Ⅲ型,球鼻前端完全不突出首垂线外,船后体的推进轴设计成用两个大型长轴套作支撑。在同一设计航速(Fr=0.282) 下,它比“东38”型降低总阻力17.5％,兴波阻力37％,波形阻力32％;提高推进效率20％,节省功率22～27％左右。     

基于余度概念的受损船体总纵剩余强度预报

基于作者提出的结构余度概率衡准，并通过对船体构件损伤模型与船体总纵强度可靠性计算模型的讨论，本文建立了一个合理而筒便的受损船体总纵剩余强度预报方法。     

在纵向压力作用下有初挠度的长矩形板的极限强度和有效宽度

本文应用薄板大挠度理论,对有初挠度的长矩形板在纵向压力作用下的屈曲后行为进行近似分析,推导出计算板的极限强度和有效宽度的理论公式。然后作适当简化,提出了计算板的折减系数的实用公式。该公式与美国海军用的Frankland公式很接近,与驱逐舰的实船破坏试验结果吻合,与国外板的试验结果及F aulkner公式也接近。鉴于我国沿用的苏联船舶结构力学手册中相应公式计算的折减系数值偏高,作者推荐本文提出的实用公式作为我国计算纵骨架式舰体纵向受压板的折减系数的公式。     

环加强T型管柱接头应力分析

本文运用有限元方法对海洋石油钻井平台中采用内圆环加强的 T 型管柱接头进行了系列计算和分析。研究了各种载荷工况下不同加强形式的内圆环对降低热点应力的效果和规律,并提出了以加强圆环、主管壳板及支管壳板三者之间的相对刚度系数 K 为参数的计算单圆环加强的 T 型管柱接头热点应力集中系数的方法。     

船体梁抗弯能力的计算

在船舶纵弯曲强度的可靠性分析中,需要计算船体梁的抗弯能力,本文提供一种实用计算方法。在此方法中取材料厚度(或剖面积)和屈服限、弹性模量等均为随机变量,利用随机函数的线性化原理,求得船体断面几何要素以及抗弯能力的统计特征值。文中还介绍了国产船用钢材的厚度和屈服极限的变异系数,并利用组合梁模型试验资料对采用梁模型带来的计算误差及其修正办法作了讨论。该计算方法采用了造船人员熟悉的常规强度计算中的格式,便于在船舶设计中应用。     

随机载荷作用下的板架结构的主动控制分析

本文应用控制论原理,以一个板架结构为例,分析、探讨了采用主动控制方法减小海洋工程结构弹性振动的新问题。 文章建立了受控板架的运动方程。求得了描述受控板架系统特性的传递函数和状态方程。证明该系统是可控的、可观测的,其稳定性是可以保证的。文章进一步分析论证了控制一部分主振形的可行性、实用性。证明一旦消除了观测溢出和控制溢出,就可消除受控振形与剩余振形之间的相互耦合作用,保证系统的稳定性、可控性和可观测性。文章指出了消除观测溢出与控制溢出的途径。分析比较了位移、速度、加速度型三种不同的传感器对系统特性的影响。论证除了控制系统电子器件的增益外,传感器和控制力的位置也是影响系统特性的十分重要的因素,通常应尽可能布置在受控振形的峰值点,剩余振形的结点上。最后通过一实例的计算,给出了一个板架受控前后的响应值,证实了主动控制所取得的良好效果。     

船体薄壁梁的二次剪流和二次扭矩

将船体作为阶梯薄壁梁,用薄壁梁的约束扭转理论进行扭转强度分析的方法,是目前国内外造船界普遍使用的方法。 本文讨论了翘曲约束引起的二次剪流的计算问题,提出了一个适于用电子计算机计算的规格化的方法,并简单介绍了依据此方法编制的计算程序。 本文还通过对二次剪流直接积分,证明了二次扭矩和双力矩之间的微分关系式在具有闭室的薄壁梁的情形下同样成立。     

双壳驳模型的结构设计及约束扭转试验研究

本文从双壳驳模型结构设计、扭转试验技术两方面作了系统介绍。 在指导畸变模型设计的理论上,提出了两个独立的几何参数L、t的概念,基本解决了这类模型所必然存在的构件厚度与其它几何尺度不能取同一相似倍数的问题,从而使模型试验结果对实船进行相关预报成为可能。 在约束扭转试验技术方面,设计中采用了双滑轮悬吊支承,油顶-滑轮自平闭式加载系统,百分表随动臂架变形测量装置等,形成一套新的弯、扭组合测试技术,与国外类似试验相比,模型的边界条件更为合理。 本文结论对于箱形结构模型是适用的;所介绍的试验技术对于集装箱船、双体船、工程船和海洋平台等大比例尺模型试验具有一定的参考价值。     

“门”字型货船最佳纵倾试验研究

正确地调整船舶航行时的纵倾是一项有效的节能措施,特别对载重量变化频繁的杂货船及带球首的船尤为重要。 上海船研所于1982年开始,对“门”字型货船进行了调整纵倾试验研究。通过变四种排水量、每种排水量各变五个纵倾状态的阻力、自航试验结果的分析,可以看出,对每一种排水量、每一个航速都存在一个最佳纵倾状态,其节能效果相当显著。 本文分析了吃水及纵倾变化对船舶阻力和自航要素的影响。通过对最佳纵倾与常用纵倾装载航行的营运经济进行分析比较可知,在最佳纵倾航行时平均每天可节油2.55 t左右。