基于一个二维水弹塑性方法和极限强度评估的集装箱船结构优化研究

海上极端波过去常常导致船舶结构的极限破坏,而船舶的极限崩溃涉及到船体结构的动态极限强度和结构非线性.该文通过二维的水弹塑性方法研究了集装箱船在极端波中的非线性动态强度,该方法考虑了船体的极限强度以及船体结构的非线性和波浪之间的耦合.并通过该二维水弹塑性方法和极限评估方法研究了船体结构的结构优化.文中还通过二次规划法(SQP)来优化基于非线性的动态强度的集装箱船体结构.最少的结构成本是本优化的目标函数,约束条件保证船体的强度要小于结构的极限强度,并且结构设计尺寸要满足规范的要求.随着设计波高的变化,这些优化的设计变量的变化趋势得以发现,一些研究的结论可用于船舶规范的参考.     

焊接残余应力对深潜器耐压球壳承载能力的影响

耐压球壳通常采用焊接方式将两个半球壳连接成整球,在焊缝处产生的接近材料屈服强度的焊接残余应力对球壳的承载能力有多大的影响,是否需要做焊后消除残余应力处理,将直接影响球壳的安全性和生产成本。而现有对球壳极限强度计算,无论是理论计算还是数值计算,均只考虑了球壳初始缺陷中的几何缺陷对球壳极限强度的影响。该文将在现有的耐压壳极限强度设计公式基础上,采用数值计算的方法对耐压球壳的焊接过程进行数值模拟,得到焊后球壳的焊接残余应力分布,并在此基础上考虑残余应力对球壳极限强度的影响,结果表明,对于大潜深厚球壳,焊接残余应力对耐压球壳承载能力影响不显著,为大深度潜器耐压球罐是否需做焊后消除残余应力处理提供了一定的参考依据。     

船体板格极限强度数值计算影响因素及敏感分析

船体板格极限强度的有限元计算方法应用广泛,但其计算方法具有一定的不稳定性,计算结果受多种因素的影响.本文针对船体板格有限元计算方法的不稳定性进行研究,通过将有限元计算结果与其他学者的研究成果进行对比,验证本文所采用的有限元方法的可靠性,然后针对板格材料、初始缺陷、网格密度、边界条件等几种因素的敏感性进行具体研究,发现理想应力应变关系会使得结果偏于危险.网格形状和网格密度对于结果均有影响,边界条件对于有限元结果有影响,最大误差在7.2%,并且模型3会使得结果偏于危险.初始缺陷是一敏感因素,最大误差在20%,因此需要根据实际缺陷选取合适的屈曲模态和比例因子.     

LNG船舷侧碰撞损伤场景下的极限强度研究

液化天然气(LNG)船的船体极限强度是衡量其安全性及环境适应性的重要指标。LNG船在受到撞击损伤后的安全性,不仅取决于船体结构的剩余极限强度,还取决于其围护系统中的绝缘箱能否在船体损伤状态下承受结构变形所引起的应力载荷。利用有限元数值仿真技术和ABAQUS软件,建立LNG船液舱围护系统以及舱段的有限元模型,模拟LNG船舷侧受撞击场景。在碰撞损伤基础上,对含有液舱围护系统的LNG船舱段开展极限强度研究,获取LNG船舱段结构的极限承载能力。研究发现在船体达到极限强度状态之前,液舱围护系统不会失效。     

含初始挠度加筋板的极限承载能力分析

舰船长期服役,甲板结构易产生初始挠度变形,这会对甲板承载能力带来不利影响。加筋板作为船体甲板结构的主要构成单元,研究初始挠度变形对其极限承载力的影响具有重要意义。为了确定初始挠度变形对加筋板极限承载力的影响作用,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极限载荷的影响和典型位置的应力特性,并得到初始挠度对加筋板极限载荷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,加筋板极限承载力逐渐减小;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长宽比、厚度和加强筋间距等因素的影响。     

双曲线上曲率最大点预测桩基竖向极限承载力的预测

从解析几何的角度分析了传统双曲线方法,该方法是用平行于沉降轴的渐近线来判定极限承载力;提出了采用双曲线上曲率最大点来判定极限承载力。在实际工程应用中,与传统方法进行了对比分析。结果表明:采用曲率最大点判定极限承载力得到的Qu是传统的以渐近线判定得到的Qult作折减所得,曲线越平坦折减越多;在极限承载力随拟合采用荷载级数的规律方面,最大曲率点法与传统方法一致,得到的极限承载力均随着采用级数的增多逐步增大并逐渐趋于稳定。     

土体极限分析的理论与应用

本文讨论了极限平衡问题的求解方法，并对均质边坡与受垂直中心荷载的地基，给出了安全系数与地基承载力的精确计算公式。并将在以后的讨论中介绍一般边坡与地基的精确计算方法。     

主动声自导鱼雷极限射距主要影响因素仿真研究

在鱼雷攻击中适宜的射距是确保鱼雷命中目标的关键之一,在使用鱼雷时必须确保所采用的射距在极限射距之内,因此在射击条件已知的前提下,要确定极限射距并且熟悉影响其值大小的主要因素及各因素的影响规律。依据主动声自导鱼雷的射击模型,建立起极限射距的表达式,进而得出影响其值大小的主要因素。通过仿真对各影响因素进行定量研究,找出它们对极限射距的影响规律。此研究可为指挥员在作战使用时提供必要的参考,以期充分灵活地利用研究成果,提高主动声自导鱼雷的命中概率。     

老龄化船体结构的腐蚀疲劳风险评估

提出了对由于腐蚀和疲劳而引起的船体结构极限强度老化进行风险评估的方法。提出了由腐蚀增长、疲劳裂纹和腐蚀一疲劳裂纹联合作用引起的船体强度降低的随机时域函数模型。并利用二阶可靠性方法计算主要船体结构的瞬时可靠性。提出了进行老龄化船体结构时域可靠性分析的方法，用统计和概率的方法描述了腐蚀和疲劳裂纹参数对老龄化船体结构可靠性的敏感度。最后以一艘老龄化油船的结构为例进行了验证。     

二维边坡稳定性分析的通用极限平衡法

研究目的:提出一种适用于任意形状滑动面的通用极限平衡法,分别建立基于静力平衡和对平面内任一点的力矩平衡稳定系数的数值积分公式,同时根据工程实践要求,建立任意横断面处的下滑力及其作用点位置的计算公式,并从本法的基本方程出发,推导出各种常用的极限平衡法。研究结论:(1)通用极限平衡法采用数值积分形式,无需人工分条,避免了传统分条计算的繁琐工作,提高了计算精度;(2)采用一维迭代方法进行求解,求解过程简单,便于程序编写;(3)算例分析表明,本法具有较高的计算精度和实用价值。