关于标准载荷时间历程和标准载荷谱的生成问题

在应用海洋结构物疲劳寿命预报统一方法时,必须要输入载荷时间历程.在用疲劳寿命预报统一方法设计某个结构时,就需要提供某种标准类型的载荷时间历程.在文献中,标准载荷时间历程或标准载荷谱(均用缩写SLH表示)已经研究了30多年.人们普遍认识到使用SLH有一系列优点,不管是对研究或是应用而言.文章先从现在已经建立的标准载荷时间历程的综述开始,然后详细给出生成标准载荷时间历程或标准载荷谱的步骤,最后提供了一个示范计算的例子.     

结构可靠性分析中结构能力统计特征的正确确定

在船舶结构界可靠性方法已得到越来越广泛的应用，在进行现有船舶的可靠性分析或对新船制订可靠性设计规范时，必须要首先确定能力与载荷的统计特征，在已发表的文献中，用于确定结构能力统计特征的方法甚至基本概念并不十分统一，本文旨在对有些概念和方法作一澄清。两类随机变量必须要区分开，即基本随机变量和从属随机变量，对于从属随机变量统计特征的确定，本文介绍了一种精确高效的确定其均值和标准差的方法，本文还对一些不正确步骤以及忽略某些信息带来的后果进行了讨论，归纳出了一些可供参考的结论。     

潜艇耐压圆柱壳结构的可靠性研究

举艇耐压圆柱壳是潜艇承受外载的主要结构,其失效模式多种移样,而且相互关联,因此,潜艇耐压圆柱壳结构的可靠性分析是一个多复杂、相关问题的可靠性分析问题,本文从潜艇耐压圆柱壳的失效模式建立到总体及各种失效模式的可靠性大小计算,建立了一套计算潜艇耐压圆柱壳结构可靠性的分析。编制了潜艇耐压圆柱壳结构的可靠性分析计算机程序,并以具体潜艇耐压圆柱壳结构进行了可靠性分析,从其对耐压圆柱壳的计算结果可以看出,潜艇耐压圆柱壳结构的失效概率并不等于各失效模式的失效概率之和,这不同于Ｆａｕｌｋｎｅｒ做出的求和理论假定。本文的潜艇耐压圆柱壳可靠性分析,为多模态失效的系统可靠性计算开辟了新的途径,对潜艇耐压圆柱壳结构的可靠性设计提供了一定的理论基础。     

考虑小裂纹和保载时间效应的疲劳可靠性分析

大深度载人潜水器的载人舱材质是高强度金属,不可避免地会受到疲劳损害现象的挑战。实际的载人舱结构中存在着由外部因素和内部因素引起的不确定性,其疲劳寿命将受到这些不确定性的影响。在前期的研究中,课题组基于统一的疲劳裂纹扩展率模型进行了疲劳可靠性分析方法的探讨,可作为进一步进行载人舱疲劳寿命预报的基础。但是,该模型无法反映小裂纹和保载时间的影响,而这正是载人舱结构和所受载荷的重要特征,应进行深入研究。所以,课题组提出了一个小裂纹扩展率模型和两个反映保载时间效应的裂纹扩展率模型,以更好地解释载人舱用钛合金金属的蠕变疲劳特性。文中基于这三个模型,结合不同的理论方法,进行了疲劳可靠性分析,考察了可靠度分析方法之间的不同、输入参数以及不同的裂纹扩展理论模型对结构的疲劳可靠性的影响。     

张立腿平台浮箱框架结构强度分析方法研究

浮箱是张力腿平台主体结构的组成部分之一,它承受着由平台甲板和立柱传递来的总体载荷以及局部静水载荷。不同的浮箱结构型式会对荷载路径和受力大小产生影响,不同的设计需求会带来不同的结构型式设计。本文介绍 TLP平台浮箱框架的典型结构型式以及基于有限元的强度分析方法,并通过浮箱横向框架有支柱和无支柱2种不同型式的浮箱框架结构案例分析予以阐述。     

国际援潜救生装备体系现状与发展趋势

随着潜艇数量的增加,潜艇巡航过程中出现的事故也经常发生,特别是俄罗斯海军第二代战略核潜艇"库尔斯克"号失事,更引起了各国对援潜救生的普遍重视.文章的主要目的就是研究分析国际上援潜救生装备的发展现状.文中比较详细地介绍了主要潜艇国家的援潜救生装备,通过分析后作者们认为,技术最先进的当数美国的"新型潜艇救援潜水和再压缩系统"和欧洲的"北约新型潜艇救援系统".而且在今后一段时间内.从技术上来说.不再会有很大的超越这两大系统的发展,因为这些系统已能较好地满足当前一段时期内潜艇援潜救生的需要.基于这一认识,作者们也对我国未来援潜救生装备的发展方向和重点提出了自己的看法,供有关部门决策参考.     

深海载人潜水器的坐底分析

文章以某深海载人潜水器为例,提出深海载人潜水器坐底的计算分析方法,利用该方法对该潜水器的坐底过程进行了计算分析,最后提出一些坐底建议.文中的研究内容主要包括(1)海底为岩石地貌条件下,采用理论分析与碰撞有限元分析相结合的方法,对潜水器在不同坐底接触姿态下的坐底安全进行分析,对潜水器坐底支架的结构强度进行校核;(2)海底为软沉积物地基状态下,提出了潜水器坐底计算方法分析、坐底过程控制方法,并进行了坐底安全分析.文中还根据计算分析结果对深潜器的坐底过程提出了安全控制技术指标要求和相关建议.     

蛟龙号载人潜水器的5000米级海上试验

蛟龙号载人潜水器研制是国家863计划重大专项之一,其目标是建造出一台可以执行规定使命任务的产品。海上试验是载人潜水器重大专项的关键阶段,2009年8~10月和2010年5~7月,分别完成了1000m和3000m级的海上试验任务。论文主要介绍了在2011年7月1日~8月18日之间完成的5000m级海上试验,内容包括海上试验的基本情况、海试取得的主要技术成果、海试过程中发现的故障及处理情况以及对今后技术改进的启示。最后给出5000m级海上试验的主要结论。     

细长海洋立管涡激振动预报模型

涡激振动预报对于深水环境中的细长海洋结构物的设计至关重要.近年来出现的若干经验模型基于圆柱体受追振荡实验数据.文中介绍了细长海洋结构物涡激振动预报工具的发展,进而提出了一种基于圆柱体受迫振荡实验数据的预报模型.与现有的类似模型相比较,该模型更加直接地利用了原始模型实验数据,并且将立管的有限元模态分析并入到响应预报当中,以计及立管物理参数的不均匀特性.利用近期立管模型在阶梯状分布流以及剪切流中的涡激振动响应实验测量数据,验证了该模型的有效性.该模型的计算结果表明,立管的模态振型、模态频率与涡激振动响应高度耦合,并且对于低质量比的情况尤为明显.文中还指出了类似的基于受迫振荡圆柱体实验数据的预报模型存在的缺陷.     

多学科设计优化方法在潜艇概念设计中的应用研究

多学科设计优化方法(MDO)是从航空领域兴起的一种针对复杂工程优化设计的有效求解方法.该文针对潜艇设计的复杂性特点,探索MDO在潜艇概念设计中的应用.首先,文中建立了包括水动力、推进、重量、性能和成本共5个学科分析在内的数学模型,然后采用MDO方法--协同优化方法(CO),对同时包含连续设计变量和离散设计变量的潜艇系统,进行了以最小化建造成本为目标的多学科设计优化,获得了优化结果.结果表明:相对于传统设计方法,分布式、并行的协同优化方法CO更适合潜艇系统的设计.