基于非线性理论的船舶结构稳定性研究

本文以结构的线性分析为基础，对船舶结构的线性稳定性分析方法进行了改进。同时，采用基于特征值分析的线性稳定性分析方法得到了船舶结构的临界载荷，从该载荷值可以预测出实际结构临界载荷的上限并能较好地反映船舶结构线性性能对其稳定性的影响，据此得出船舶结构的失稳位形。在非线性稳定性分析中，采用NEWTON—ROPHSON方法及弧长法求解考虑非线性时船舶结构的临界载荷，并详细讨论了结构缺陷对稳定性的影响，提出考虑结构缺陷时船舶结构稳定性计算方法。通过不同类型的算例进行分析比较，总结出船舶结构边界条件、几何缺陷变化与船舶结构稳定性之间关系，验证了本文稳定性分析方法的正确性、有效性及对现役散货船船体结构的适用性。     

潜艇结构振动声辐射数值计算

采用有限元／边界元法对潜艇水下辐射噪声特性进行了研究。依据潜艇各种真实的结构尺寸和设备参数，利用有限元软件ANSYS建立了接近于真实潜艇的有限元模型，并利用该模型来计算潜艇在水下低速航行时200Hz以下频率段的辐射噪声。首先计算了潜艇在电机激励时非耐压壳体表面节点的位移，然后将计算所得的位移结果转换成节点速度导入SYSNOISE边界元模型，以作为边界元计算时的边界条件来研究潜艇的辐射噪声，最后将计算结果与实际测量结果进行了对比，结果显示，在63Hz以下的准确性较高，而在63—200Hz频率段的误差则较大。     

斜拉拱桥自振特性分析

以湘潭市湘江四桥为例,利用大型通用有限元程序建立了斜拉拱桥的2种三维空间有限元模型,计算该桥梁结构的自振频率和振型,分析主要结构参数对振动特性的影响,并与同等跨度的系杆拱桥自振特性进行对比分析。从计算数据可以看出,梁杆系模型具有足够的精度,是一种较为合理适用的分析方法。横向刚度对结构的稳定性起控制作用,该桥横撑位置和数目的变化对结构的自振特性影响较大,其数目适当增加,能有效提高结构的横向刚度,而斜拉索和索塔刚度对其影响相对较小。上述结果和结论可为该桥的设计、施工以及使用阶段的健康检测和维护提供技术参数和依据。     

二系螺旋弹簧刚度计算

采用有限元计算方法,对机车车辆二系螺旋弹簧的刚度进行计算。结果表明,弹簧在横向载荷作用下,由于上端移动,垂向载荷的作用位置随之发生变化,在弹簧两端切口的影响下,弹簧的受力状态发生变化,垂向刚度随载荷的变化而变化比较明显,横向刚度与所施加的横向载荷方向有关。     

基于应力和刚度的连续体渐进结构优化

近年来,渐进结构优化已发展成工程优化的一种重要方法。目前,渐进结构优化研究多集中在对单约束条件下优化方法的研究,对多约束条件下优化研究较少。为了更好地模拟实际工况,本文在充分分析了有限元理论和材料的弹性力学关系的基础上,找出约束之间的本质联系,提出了基于应力、刚度双重约束渐进结构优化方法。通过经典算例进行验证,优化结果表明了该方法的可行性与有效性。同时,该方法也为其它多约束结构优化提供了一定的参考。     

哑铃形钢管混凝土拱灌筑顺序分析

利用有限单元法对杭州某哑铃形钢管混凝土拱桥混凝土不同灌筑过程的有限元分析 ,主要是对各种不同的灌筑顺序对相关控制截面内应力影响的分析比较 ,得出类似拱桥中混凝土灌筑顺序对拱肋的影响关系 ,作为桥梁设计、施工的参考 ,使得此类型拱桥的混凝土灌筑施工过程更趋合理、安全     

钢桁梁受损节点加固后力学性能分析

以某钢桁梁桥为工程背景,详细介绍了受损节点加固后力学性能分析的方法和结果。首先按照规范验算撕破强度,然后根据实桥荷载试验结果,建立并修正ANSYS三维实体有限元分析模型。对在各种机车类型,尤其是D型机车作用下的节点板受力状况进行了详细分析,根据各种工况下的分析结果,制定该桥当前通行条件。     

斜拉桥箱形主梁斜腹板的合理厚度分析

针对斜拉桥中双箱式主梁,采用三维有限元分析方法,建立具有不同斜腹板厚度(18 cm,24 cm,30 cm,35 cm,40 cm)的5个箱形主梁有限元模型,分析其空间应力分布特点,归纳出斜拉桥中此类双箱单室倒梯形截面的薄弱环节及斜拉桥箱梁在不同斜腹板厚度下的应力变化。考虑到梁段以外附近区域的作用,在其两端截面上施加由平面杆系结构分析所得的端面内力,另外,索力和预加力(梁纵向、横隔梁横向、斜腹板竖向)也施加在相应的位置,分析了不同工况下箱形主梁在自重、索力和预应力作用下的空间应力效应。通过对以上工况计算结果的静力分析,归纳出斜拉桥中此类双箱式截面的应力分布特点,并提出斜腹板厚度的合理化建议。分析表明:斜腹板厚度为30 cm左右时,主梁的应力分布比较合理。     

非轴对称球锥过渡环有限元分析及优化设计

利用大型通用软件Ansys,基于参数优化设计的思想,以过渡环及相邻球壳的最小重量为目标,同时考虑强度及稳定性的要求,对过渡环进行了参数优化,并分析了过渡环在最小重量情况下的应力分布规律,提出了参数调整的方法。     

圬式船闸闸底板结构有限元分析

以红岩子船闸为例,应用有限元分析方法,介绍了有限元建模、单元划分、添加荷载及约束以及求解的方法过程.分析了圬式船闸结构闸底板的受力特点,为船闸的优化设计提供了科学的依据.