靠船件安装方法的设计和计算

新建导管架海上安装通常需要动用大型浮吊船舶,成本高昂,靠船件原有的安装方法就位困难,甚至可能延误工期,浪费施工资源。对此,结合工程实例,介绍了一种新的靠船件安装方法,阐述了其使用的导向型钢的结构形式和安装位置,并使用ANSYS软件进行了强度校核,最后对其在实际工程应用中提出了几项建议。     

港珠澳大桥接头吊装下沉过程的多体动力学分析

为了求解港珠澳大桥沉管隧道最终接头在安装过程中的运动位移,首先,利用ANSYS-AQWA软件建立了接头安装过程的系统水动力模型,得到了不同有义波高和波向下浮吊船的运动响应.然后,基于Kane方法建立了浮吊系统的多体动力学模型,通过编写相应的计算程序,并将浮吊船的运动作为系统的输入,计算得到了不同工况下接头的运动轨迹.计算结果表明:接头在空中和水中的运动位移幅值差别很小;接头的位移幅值随着波浪有义波高的增大而增大;相对于其他波向,波向为0度时,接头的运动位移最大.该理论计算方法及相关结论可以为港珠澳大桥最终接头的安装提供参考.     

基于高速摄影的水下爆炸破片侵彻特性试验

为研究水下爆炸产生高速破片的侵彻特性,采用高速摄影技术对2种典型破片的侵彻过程进行了弹道试验。试验结果表明:冲击和空泡阶段破片侵彻深度随时间迅速增加,拖曳阶段增速逐渐放缓;而在这2个阶段速度衰减很快,到后期低速阶段速度衰减放缓,且其侵彻特性与质量密切相关。冲击和空泡阶段的实际侵彻深度为40~60 cm,这一深度仅相当于破片最终静止时侵深的40%左右,而这一过程却耗散了破片95%以上的初始动能。拖曳阶段破片虽然能在液舱中行进较远的距离,但液舱吸收的破片动能较少。     

一种新型防水剂的性能研究

该新型防水剂产品能从根本上解决混凝土中毛细孔吸水问题,防止混凝土结构被氯离子渗透,从而防止钢筋锈蚀。对该防水剂的性能进行测试研究,综合测试其对砂浆和混凝土相关性能的影响;率先采用英国标准评价混凝土吸水率;并比对该新型防水剂与某国外同类成熟产品的相关性能。该防水剂对混凝土和砂浆的7 d和28 d抗压强度均有良好的增益效果,在不改变工作性能的情况下,能有效改善混凝土和砂浆的抗渗能力。     

改进遗传算法在船舶自由浮态计算中的应用

为了更快、更准确地计算船舶自由浮态问题,对原有计算方法进行改进。根据船舶自由漂浮的平衡条件,将自由浮态计算归结为多目标约束优化问题,并引入一种改进遗传算法对该优化问题进行求解。实例计算表明,使用该方法,迭代次数明显少于基本遗传算法,船舶自由浮态计算时间大幅下降,计算结果准确可靠。研究结果对于迅速掌握船舶状态,可靠保障船舶生命力具有重要意义。     

舰艇内铺板到壳体结构振动传递损耗研究

舰艇内铺板到船体结构的振动传递损耗是舰艇定量声学设计的重要参数.文章应用流固耦合理论,采用Fourier变换和围道积分技术求解得到弹性波衰减计算公式,然后分析了实船弹性波通过铺板到壳体连接接头的声散射特性,从能量观点推导出振动传递损耗简便的计算方法.理论计算结果与实船测试数据吻合较好,可为计算水下噪声提供技术支撑.     

水下生产系统数据库研究

随着海洋石油工业技术的发展和海上油田水深的增加，水下生产系统已越来越受到世界各国的重视，并已被纳入世界各大石油公司的重要发展战略。在国内，水下生产系统的研制和开发尚仍属起步阶段，急需系统、全面的数据资料供相关人员查阅。为此，水下生产系统数据库首次被提出并实现。本数据库通过搜集汇总采油树、水下工艺设施、水下接头、控制系统、常用材料、工程公司、项目案例等7个方面的国内外最新相关数据资料，同时进行合理的编排、分类以及整理，最终以网页形式浏览查询。该数据库包含有水下生产系统的构成、各部分的技术要点、主要供应商、设计服务以及建造安装服务的专业公司、成功应用的案例以及成本预算等信息，为相关人员进行水下项目的可行性分析以及技术决策提供了全面、系统的数据支持。     

不规则结构面剪切特性试验研究

为对岩体工程中不规则结构面力学特性进行基础性研究,选取N.R.Barton提出的10条标准剖面线中的第1、4、6、8、10条模拟结构面的表面形态对水泥砂浆试件进行不同法向应力水平下的常规剪切试验,并在对试验数据对结构面的剪切特性和剪切扩容现象进行深入分析的基础上,提出了适合水泥砂浆材料的抗剪强度经验公式和反正切函数的结构面剪切特性方程.研究结果表明:粗糙系数越大或法向应力越大,结构面越易表现为切齿破坏;粗糙系数越大或法向应力越小,结构面越易表现出扩容现象.      

大跨翘曲屋盖风压分布的风洞试验与数值模拟

为了解大跨翘曲屋盖结构的风压分布特征,对某大跨翘曲屋盖进行了风洞试验和计算流体动力学数值模拟.首先,根据风洞试验结果分析了屋盖风压分布情况及门窗开启状态对风压分布的影响;然后,基于CFX软件平台,采用RNG k-ε湍流模型模拟了该屋盖结构的平均风压分布,并将模拟结果与风洞试验数据进行了比较.研究结果表明:门窗开启对外风压影响较小,对内压有一定影响,开一边门窗时,屋盖会受到向上的升力,两边同时开启时,内压对屋盖有向下的吸力作用;采用RNG k-ε湍流模型模拟大跨翘曲屋盖结构的平均风压分布具有较好的计算精度,可较准确地反映实际风压;屋面风压分布以吸力为主,风荷载最不利位置在翘曲边缘和屋面顶部区域;来流方向为翘曲向时,风流在翘曲边缘有较大的分离,在翘曲面有较强的漩涡产生,风流绕过建筑后,在来流方向建筑两侧会伴随着分离和漩涡产生,且在背风面会形成两个大的对称尾涡,而来流方向为凹曲向时,侧面和背风面的分离和漩涡并不明显.      

锯齿形结构面剪切流变及非线性本构模型分析

为了对岩体结构面的蠕变和松弛特性进行比较分析,用水泥砂浆浇筑成不同角度的结构面试样,在岩石双轴流变试验机上对同一应力起点的规则齿形结构面进行剪切应蠕变试验和松弛试验.首先分析了的蠕变与松弛特性,其次对参数非线性流变本构模型的建立和求解进行探讨,最后采用参数非线性流变方程对试验曲线进行拟合. 试验结果表明:结构面剪切蠕变曲线和松弛曲线都可以分为瞬时、衰减和稳定3个阶段;基于能量理论分析蠕变和松弛过程,显示蠕变是能量的注入与耗散过程,而松弛主要是能量的耗散过程;建立非线性流变模型时,应采用流变力学模型理论推导其本构方程;积分法与Laplace变换法求解蠕变方程或松弛方程时,相应的初始条件不相同;考虑黏性系数是与时间相关的非定常参数,提出了参数非线性Maxwell模型的蠕变方程和松弛方程,与试验曲线拟合结果比较理想;蠕变方程和松弛方程的拟合参数值不同,表明蠕变与松弛不等价且不能相互置换.