考虑损伤时变特性的大跨斜拉桥抗震性能研究

目前,大跨斜拉桥的抗震性能设计尚未考虑桥梁服役期内由于疲劳损伤累积对结构力学性能劣化的影响。文章依据连续介质损伤力学,研究了桥梁的疲劳损伤时变特性,基于动力弹塑性时程分析法获得桥梁在不同服役年限遭遇多遇和罕遇地震时的响应,依据其性能对照标准和地震损伤模型,研究桥梁抗震性能的时变特性,并以润扬长江大桥北汊斜拉桥为研究对象,研究了地震作用下考虑损伤时变特性的桥梁抗震性能的变化规律。结果表明:该桥在服役期内由于损伤累积导致了材料力学性能的劣化,结构的抗震性能呈现显著的时变特性。在遭遇多遇地震时,部分构件可能进入塑性,导致结构的地震损伤值可能超出规定限值;在遭遇罕遇地震时,结构的地震损伤不断增大,有发生倒塌的可能。结构在设计时均满足抗震设防目标,但随着性能的逐渐劣化,在一些工况下结构地震损伤值超过了抗震设防目标的损伤指标限值,这对结构的安全服役构成了潜在的威胁,因此对于服役期长且重要的大跨桥梁有必要进行考虑损伤时变特性的桥梁抗震分析,研究成果对类似桥梁的抗震设防具有重要参考意义。     

基于累积损伤度的内燃机车检修周期

依据线性累积损伤准则,给出内燃机车部件累积损伤度计算公式;根据重要度、可靠度和维修难易度3个影响因素确定关键部件的损伤权重系数;从而给出内燃机车累积损伤度计算公式.根据内燃机车累积损伤度计算值确定内燃机车的检修周期.针对内燃机车的实际特点,分别给出柴油机、车轴、主发电机3个典型部件累积损伤度计算方法.以某台DF_(8B)型内燃机车为例进行计算,得到其检修周期为67.8万km,此值小于检修规程规定的大修周期下限,说明应该对其大修周期进行调整,以满足机车检修的实际需要.     

基于累积递增塑性变形的船体裂纹板断裂韧性研究

裂纹尖端张开位移（CTOD）是评估结构材料韧性以及分析低周疲劳破坏引起的裂纹扩展的重要参量。文章结合Dugdale模型,以裂纹尖端累积塑性应变为控制参量,提出了一个循环载荷下含裂纹船体板的CTOD计算模型;利用有限元法模拟了裂纹尖端累积塑性应变、平均应力、裂纹长度等相关因素影响;结合最小二乘法拟合出了基于累积塑性应变、平均应力比以及裂纹长度的两阶多项式。文中基于累积塑性应变的CTOD计算模型为正确评估循环载荷下船体板的累积塑性破坏提供了一种新途径。     

LNG燃料船气罐连接处所内的泄漏试验及数值模拟研究

为明确现有液化天然气(LNG)燃料船气罐连接处所使用过程中需遵循的各项指标,对气罐连接处所内LNG泄漏进行了试验和数值模拟。试验以典型尺度等比不锈钢方盒为箱体,附带一个每小时换气30次的通风系统来模拟实际模型,LN2作为媒介,对气罐连接处所的安全性进行了测试,并基于挪威三维计算流体力学(CFD)软件FLACS对相关场景进行了仿真计算。试验发现在一般条件和恶劣条件泄漏时,现有的船用气罐连接处所内没有形成累积压力;当处所内低温液体液位达到0.3m时将气罐连接处所完全封闭,2分钟后处所内累积最大压力仅为0.0012MPa,不会对处所强度构成威胁,FLACS计算结果与试验结果完全吻合。采用FLACS软件对2分钟以后的场景进行了模拟分析,计算结果显示气罐连接处所在完全封堵下发生LNG泄漏的极限承载时间大约为4分钟。研究结果表明,现有的船用气罐连接处所设计时可忽略累积压力的影响,但考虑到极限条件存在,需对该处所进行评估,制定极限条件下的应急预案。     

单矢量水听器四阶累积量MUSIC算法对信号DOA的估计

针对传统MUSIC算法的局限性,提出了一种基于高阶累积量的单矢量水听器MUSIC算法.这里将单个矢量水听器理解为一个标量传感器阵列,按照阵列信号处理的原理对其输出的标量场和矢量场信息进行联合处理,该算法先构造四阶累积量矩阵,代替传统MUSIC算法中的阵列协方差矩阵,对四阶累积量矩阵采用MUSIC算法作方位估计.仿真结果表明,借助高阶累积量的方法,在高斯白噪声下,MUSIC算法能完全抑制高斯白噪声的影响,在高斯色噪声条件下,该方法还是能获得高分辨率的估计.湖试结果也表明,文中算法有更好的目标方位估计性能.     

“自立号”自升式平台延长使用寿命的评估

渤海“自立号”是一座典型的沉垫基础自升式平台,平台寿命已经超过30年,为保证平台未来安全运行,需要对其进行剩余寿命的评估。评估内容包括考虑结构腐蚀的结构强度评估,以及对平台历史和延寿期的疲劳损伤累积评估。本文简要介绍了“自立号”平台延寿的评估过程和内容,供类似工程参考。     

多次水下爆炸下背空加筋板损伤累积特性研究

为了评估舰船结构在水下多次爆炸冲击下抗爆抗冲击性能,采用Abaqus非线性有限元软件建立了固支背空钢板结构水下爆炸冲击数值模型,数值计算结果与文献实验结果吻合较好,验证了水下爆炸声-固耦合方法的可靠性。在此基础上,提出了多次水下爆炸冲击声-固耦合数值模拟方法,研究了多次水下爆炸冲击下典型背空加筋板损伤累积特性与损伤模式演化规律,分析了冲击因子对结构损伤特性的影响。结果表明,多次水下爆炸冲击作用下背空加筋板动态变形与损伤逐渐累积,可能发生塑性大变形、边界拉伸撕裂以及整体失效破坏等损伤模式演化。当冲击因子小于某一阈值时,背空加筋板多次水下爆炸冲击下塑性变形趋于稳定,出现伪安定现象。研究结果可为舰船结构抗爆抗冲击设计提供参考。     

疲劳累积损伤下海洋平台加强管节点的可靠性分析

对疲劳累积损伤下海洋平台加强管节点的强度衰减进行了分析,得到了疲劳载荷和冲剪载荷作用下加强管节点各失效模式的当量寿命。在此基础上,综合考虑了冲剪载荷和疲劳载荷的相互作用,建立了节点寿命安全余量方程,计算了节点的可靠性指标和失效概率。通过算例计算了某导管架上一加强管节点在服役一定年限后,在地震和正常服役情况下的强度可靠性,以此判断节点加强环的选择尺寸是否满足要求。分析表明,提出的分析和计算是符合工程实际的,它为加强管节点在同时考虑冲剪失效和疲劳失效作用时的可靠性分析提供了一个合理方法。     

大型客滚船结构细部疲劳强度分析

客滚船是当今世界造船行业中的高技术船型,它将滚装船和客船的功能结合为一体,兼具客船和货船的特点。选择某大型客滚船为分析对象,对其进行疲劳强度分析。该船按英国劳氏船级社客船规范设计,没有明确的客滚船疲劳校核规范可遵循。为此根据船舶疲劳损伤原理,在分析几个船级社的疲劳规范的基础上,探索了一种基于英国劳氏船级社ShipRight FDA水平3的疲劳外载荷的简化疲劳校核方法。在全船有限元分析的基础上,对关键高应力区进行局部细化分析获得热点应力,并按照建议的疲劳损伤计算公式和程序对疲劳热点进行疲劳强度分析和评估,还指出了提高疲劳分析可靠性应注意的几个方面。