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。     

Comparative Analysis of Calculation Methods for Jacking Force of Jacking Pipes北大核心CSCD

Jacking force is the most important parameter in jacking pipe engineering, and reasonable calculation of jacking forces plays an important role in safe and smooth pipe jacking construction. There are many calculation methods for pipe jacking force at present, and the calculation results may be affected to some extent by different cal⁃ culation methods. For this reason, calculation methods of jacking force (frictional resistance) were collected and a comparative analysis was conducted with aspects to the advantages, disadvantages and applicabilities. The results show that as for the jacking force calculated by empirical formulae, the soil layer classifications corresponding to giv⁃ en frictional force per unit area and relevant factors to be considered are different, and the values of frictional force per unit area between pipe and soil in the same soil layer are also different; as for the jacking force calculated by theo⁃ retical formulae, the calculation methods for vertical earth pressure at crown are different and much effected by the pipe buried depth; as for the jacking force calculated by numerical simulation, the selected theories for the simula⁃ tion program and the construction factors to be considered during simulation are different. © 2018, Editorial Office of "Modern Tunnelling Technology". All right reserved.     

AASHTO概率模型在船桥碰撞风险评估中的应用

近年来随着航道等级的提升,设计通航船舶尺度增大,要求的通航净空尺度增加,桥区通航水域条件发生显著变化。桥梁存在船撞风险,需对船撞桥梁风险实施评估、为实施防撞设施工程提供依据。国内外因船舶撞击而导致桥梁垮塌或严重破坏的事故逐渐增多,平均每年就有一座大型桥梁因为船舶撞击而遭受严重破坏甚至倒塌。北江航道乌石至三水河口航段经整治由Ⅳ级提升为Ⅲ级后,桥梁存在船撞风险。以船撞桥概率模型(AASHTO)为研究方法,分析了整治河段清远北江二桥参数对船撞桥概率的影响,计算了船舶撞击桥梁各涉水桥墩的年撞击概率,确定了存在较大船撞风险的桥梁与涉水桥墩,建立了船撞桥损伤概率模型,分析桥梁各部位抗撞能力、桥梁各部位船舶撞击力及各部位的年撞击频率,得出通航孔桥墩的年撞击倒塌频率。     

船舶涂装爬壁机器人系统研究及集成应用

提出一种大型船舶开放性工作面涂装爬壁机器人系统理论设计与应用方法,研究系统本体运行机理并获得满足工作特性的两项必要条件,即轮辐磁吸力及双轮驱动力矩的极小值条件。建立涂装机器人系统的功能组成及控制机理,并结合开放性工作面开展无线定位及自主规划方法研究,形成能够适应喷涂作业的机器人在线路径规划算法。并结合实际开展涂装系统集成应用测试,检测并采集系统运行过程中动力学参数,系统空间坐标轨迹路线等,实现了涂装工作路径的实时在线规划。通过试验验证了文中的系统力学特性分析及定位方法的有效性。     

无梁板式高桩码头温度效应分析

气温的年变化会引起结构内温度的均匀变化,从而使得结构内部产生变形和内力,在高桩码头工程中温度作用往往会引起不利影响。为了研究无梁板式高桩码头的温度效应,基于无限板的热传导规律,以工程实例为依托,利用有限元软件ABAQUS建立三维模型。结合杭州地区的逐时气象资料,研究了气温变化特征、面板温差场以及结构变形与位移的变化规律,并对基本气温的选取进行讨论。结果表明:气温在无梁面板中呈现以厚度方向为主的一维传热特征,温度场在水平向分布均匀;气温年变幅在面板内几无衰减,日变幅对面板温度影响不可忽略;面板的整体温差与竣工时气温和年平均气温差,以及年变幅、日变幅的衰减值有关;无梁板码头基桩的温度响应受面板的整体温差控制,两者瞬时同步变化。     

深埋大断面黄土隧道初期支护受力特征分析

为避免初期支护局部破坏对深埋黄土隧道安全产生危害,依托甘肃省境内早胜3号隧道施工开展深埋大断面黄土隧道初期支护受力规律的现场试验研究。通过埋设振弦式传感器对围岩与初期支护接触压力、喷射混凝土应变、钢拱架应变、相邻钢拱架间作用力进行监测,同时建立模拟隧道施工的有限元计算模型,分析得到初期支护内力分布特点。结果表明： 1) 初期支护受力随时间表现出迅速增长—缓慢增长—逐渐稳定的特点,曲线在二次衬砌闭合12 d后基本稳定; 2)应力空间分布上部大下部小,偏压特性明显,荷载理论计算值偏小; 3) 拱顶及边墙区域为初期支护薄弱部位,需采取措施并加强监控量测; 4)数值计算表明锚杆末端轴力较小,设计中可考虑适当缩短锚杆长度。     

悬臂板在集中荷载作用下的弯矩计算方法

推导了悬臂板结构在矩形荷载、三角形荷载、圆形荷载、多边形荷载等集中荷载作用下,在规范建议的荷载有效分布宽度内的弯矩计算公式。     

表面损伤斜拉索雷诺数临界区气动力与流场分析

斜拉索由于具有自身质量轻、结构刚度差、结构阻尼小和自身长细比大的特点,极容易发生风（雨）致振动,对桥梁结构的安全性能产生很大的影响,而斜拉索作为斜拉桥的重要受力构件,准确掌握其风荷载对于桥梁抗风设计具有重要意义,特别是斜拉索在生产、运输和安装过程中表面可能受到损伤,该斜拉索在临界雷诺数区的气动力特性和流场特性更是值得研究的问题。针对此种状况,通过同步测力风洞试验,对表面无损伤斜拉索模型和表面损伤斜拉索模型在不同风攻角下的升力系数进行时程分析,得到边界层转捩的3个区域;将升力系数时程进行快速傅里叶变换计算得到升力时程频谱图,并通过频谱图分析随机信号的频域特征;对比从雷诺数亚临界、临界到超临界区表面无损伤和表面损伤斜拉索的流场变化,并从周围流场变化的角度分析雷诺数临界区斜拉索气动稳定性及可能的机理。研究结果表明：表面无损伤和表面损伤模型的升力系数随雷诺数的变化规律基本一致,二者的升力时程在TrBL0向TrBL1阶段和TrBL1向TrBL2阶段过渡过程中会出现双稳态现象,损伤会影响斜拉索尾流区旋涡脱落的情况,进而对不同雷诺数下的Strouhal数值变化产生一定的影响。     

载货汽车后下部防护装置的研究

文章介绍了载货汽车车后下部防护装置的相关法规,分析了该装置的现状,进行了碰撞理论研究和相关力学分析,在此基础上,着重介绍了作者自主设计的载货汽车后下部防护装置的结构、工作原理、特点以及主要尺寸的设定方法。     

Simplified buckling-and-contact-based expansion method for assessment of crashworthiness of double-hulled ship structure

Ship-to-ship collision events can have severe consequences such as loss of life and environmental degradation. For this reason, modern ship designs are required to incorporate a double-hulled structure to prevent inner-hull damage from such events. Using the experimental or numerical method to analyze the crashworthiness of double-hulled ship structures entails much effort, for which reason neither method is easy to adopt at the early design stage. In this paper, an existing simplified method called Ito's method is improved by a new buckling-and-contact-based expansion method. This method can be applied to double-hulled-structure or outer-hull-local-rupture failure mode. The perpendicular bow-to-side collision scenario is assumed for a conservative estimation of damage to a double-hulled structure. The method was verified in the present study by numerical ship collision simulations of several cases. The results for the buckling-and-contact-based expansion method and numerical simulation were similar for a blunt shape of striking body but different for a sharp shape.