船舶艉轴机械密封环温度场与变形的理论研究

在船舶艉轴的机械密封中,不同材料的配合将产生不同数值的磨损和变形量。基于ANSYS有限元软件,建立橡胶-硬质合金密封的二维热-力耦合模型,分析力与温度场、力与变形之间关系。结果表明,静环橡胶的温度最高点和磨损严重区域发生在二维耦合模型中接触端面的上端面;动环和静环由最初的全端面接触变为部分接触,间隙呈锥度形状;在二维耦合模型中,随着端面比压的增大,下端面变形量增加的梯度明显大于上端面变形量增加的梯度。     

环氧沥青混凝土的水损坏机理研究

利用冻融循环前后环氧沥青力学强度、吸水率、p H值以及DMA分析,并结合环氧沥青混凝土剥离断面的显微照片、环氧沥青的荧光显微照片,研究了环氧沥青混凝土在冻融循环实验条件下的水损坏机理。研究表明:环氧沥青混凝土在冻融循环条件下的水损破坏主要表现为,物理方面沥青相与环氧树脂以及集料分散情况的破坏,化学方面环氧树脂固化结构的破坏,即在冻融循环初期,水分子进入环氧沥青体系中造成环氧树脂发生水解,破坏环氧树脂的交联固化的分子结构;冻融循环后期,水分子使沥青相从环氧树脂固化系中逐渐析出,沥青逐渐析出固化体系,导致体系的分散结构,造成体系拉伸强度从5.12 MPa降低到3.46 MPa,降幅约32.42%,黏结强度从47.87 MPa降低到46.31 MPa,降幅为3.25%。     

超巴拿马型集装箱船球艏型线优化研究

为获得更优的EEDI指数,实现油耗降低,要求集装箱船型线设计方案在不同的速度点均满足阻力较优。以一艘超巴拿马型集装箱船为研究对象,在人工优化后型线基础上,利用数值优化集成系统,采用最优化技术、自由变形技术(FFD)和计算流体力学技术(CFD),对船体首部型线进一步优化。要在设计吃水下15~21kn速度段内,达到降低阻力的目的。模型试验和数值计算均证实这一多速度点数值优化比较成功。     

集装箱船型线多速度点的数值优化

为获得更优化的EEDI指数,集装箱船需要基于营运范围内的型线优化,以实现油耗降低。文章以某集装箱船为研究对象,利用数值优化集成系统,采用最优化技术、曲面自由变形技术(FFD)和计算流体力学技术(CFD),对船体首部型线进行优化。数值计算表明:所得到的优化型线高速段功率略有增加、低速段功率显著降低。     

护底软体排破坏机理及应对措施

软体排边缘床面易受不利水流冲刷下切,当冲刷下切强度超过排体变形能力时,软体排排边会出现变形破坏。分析了护底软体排变形破坏的主要影响因素:水流条件、河床组成、软体排自身结构、余排宽度及施工工艺等。探讨了护底软体排破坏的力学机理。提出在排边一定范围内抛投一定密度的扭双工字型透水框架,能削减排边近底层的流速及紊动强度进而减弱或抑制排边冲刷,从而维持软体排结构安全及坝体稳定的应对措施。     

真空预压排水板有效真空压力变化规律

针对竖向排水板中有效真空压力分布模式存在的争议,基于流体力学相关理论对真空度和负压概念加以分析,指出排水板中孔隙水压力的变化量便是有效真空压力大小。通过计算排水板中孔隙水的总势能,并利用水具有趋向于更低能量状态的趋势原理,分析了孔隙水的运动机制及流动全过程,进而得到有效真空压力变化规律。研究表明,排水板中有效真空压力变化规律与初始地下水位、膜下真空度及排水板变形量紧密相关;有效真空压力的简化分布模式为折线形,转折点在与初始地下水位线交汇处;在地下水位线以上时,有效真空压力变化大,衰减梯度达10 k Pam;在地下水位线以下时,有效真空压力基本保持不变;排水板变形量越大,排水阻力越大,如果出现折管现象,可能导致膜下真空压力无法向下传递。     

轻型陶瓷/金属复合装甲抗弹分析模型研究

为探讨轻型陶瓷复合装甲结构设计,在弹道冲击响应特性试验研究与分析的基础上,针对薄金属背板支撑的陶瓷复合装甲,以金属背板发生碟型变形-剪切-花瓣型失效为分析对象,建立了陶瓷/金属复合装甲侵彻过程的近似解析模型。模型考虑了弹体的侵蚀失效及陶瓷碎片脱离弹头表面,向侧向和反冲击方向的运动,得到了陶瓷/金属复合装甲中金属背板的动态冲击响应及失效,陶瓷/金属复合装甲的弹道极限速度计算公式和弹体的剩余速度计算方法,模型分析结果与试验结果吻合良好。     

自升式平台悬臂梁强度分析与负荷试验研究

悬臂梁作为自升式钻井平台的关键结构,其强度直接关系到平台的安全性能。本文以某400英尺自升式钻井平台为研究对象,运用有限元软件MSC.Patran/Nastran对悬臂梁结构进行有限元计算,依据ABS MODU规范选取危险工况,对悬臂梁的结构强度进行校核,确定应力较大区域。同时,对悬臂梁的变形值进行数值计算,与该平台悬臂梁负荷试验结果进行比较,验证悬臂梁数值计算方法的可靠性,为悬臂梁结构设计以及负荷试验提供有力指导。     

大型船舶推进轴系扭振特性仿真和试验

基于多体动力学耦合理论结合有限元理论,以1艘大型船舶为研究对象,建立其推进轴系的刚柔耦合多体动力学仿真模型,对大型低转速推进轴系在工作中的扭振特性进行研究。在仿真计算的基础上,利用扭振测试系统对实船的扭振进行测量,并从多个谐次将轴系扭振的仿真计算值与试验测量值进行对比和分析。分析结果表明,通过仿真计算得到的轴系扭转振动变化趋势与实际测量值基本相符,验证了仿真模型的正确性和可行性。同时,通过Adams/Virbration模块分析了船体变形对轴系扭振的影响,证明了船体变形会导致轴系扭转振动增大。     

车轮踏面缺陷引起的轮轨动态响应综述

从滚动接触理论、试验与数值模拟三方面概述了轮轨关系研究现状,强调了轮轨滚动接触行为中轮轨材料动态力学性能的影响;总结了轮轨材料静动态力学性能与本构关系的相关成果;介绍了由车轮扁疤、踏面剥离/剥落、车轮多边形等典型踏面缺陷引起的轮轨动态响应研究,分析了车轮踏面缺陷对轮轨滚动接触行为和列车系统动力学性能的影响,以及车轮踏面...