舰船加筋板局部强度评估中的总纵应力折减系数研究

舰船加强筋尺寸的合理确定一直是结构设计中的热点问题。本文综合考虑总纵弯曲应力和局部载荷的相互作用,研究加强筋的许用应力折减系数(C_s)的影响因素与合理取值方法。通过分析加强筋的力学模型、对比不同规范中的C_s取值,以及用非线性有限元软件Abaqus计算一系列加筋板模型,拟合C_s曲线并与规范对比,并验证剖面对称性和局部载荷作用方向对C_s取值的影响方式,丰富了舰船局部强度校核方法的技术背景,为板架设计、舰船三维局部校核程序开发提供借鉴。     

Modeling free-flow speed according to different water depths—From the viewpoint of dynamic hydraulic pressure

In this paper, we propose a method of modeling free flow speed from the viewpoint of hydroplaning. First, the lift forces for different water depths were estimated using Bernoulli’s equation. Compared with the result of the experimental test performed by the Japan Automobile Research Institute, the hydrodynamic pressure coefficient was determined to be 0.03 (tf s²/m⁴). The validation of the predicted lift force is found in another published paper. A very good match is found between the computed values by the proposed numerical model and the data in other published papers. Then, the loss of contact force is considered to evaluate the hydroplaning performance of a tire. To simulate the hydroplaning speed, a tire-sliding model was utilized to obtain the traction and friction forces between the road surface and the tire. The observation data obtained in Japan in 2009 is compared with the physically computed hydroplaning speed, yielding the conclusion that the traction force at the measured desired speed is, on average, 23.4% of the traction force at hydroplaning speed. The analytical model offers a useful tool to quantitatively show that the free flow speed changes as the water depth increase.     

悬索桥并列双吊索整体风振特性与气动阻尼研究

通过并列耦合双吊索节段模型的整体测振与测力风洞试验,研究不同间距下双吊索的整体振动行为与气动阻尼特性。引入驰振气动阻尼非线性项的动力方程模型,得到非线性振动的近似解析方法。基于弹性悬挂节段模型动力响应识别出驰振非线性气动参数,并与经典单自由度驰振理论结果进行对比分析。研究结果表明:并列耦合双吊索在一定工况下会发生剧烈的整体尾流致振现象,结构阻尼比对其起振风速影响明显;经典驰振理论求得的气动负阻尼绝对值要小于识别得到的气动负阻尼绝对值,横、顺风向两自由度耦合失稳较单自由度驰振更易发生。     

流线型钢箱梁涡激振动机理与气动控制措施

以某主跨390 m的独塔流线型钢箱梁斜拉桥为工程依托，采用风洞试验与计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）相结合的方法对流线型钢箱梁涡激振动机理与气动控制措施进行研究。首先，采用几何缩尺比为1∶30的主梁节段模型进行主梁涡振性能与气动控制措施优化研究；其次，采用CFD方法对主梁涡振响应进行流固耦合计算，将Newmark-β算法嵌入ANSYS Fluent用户自定义函数（User Defined Functions，UDFs）实现主梁结构振动响应求解，同时结合动网格技术实现主梁断面流固耦合分析；并根据判断条件来检索箱梁壁面上的网格单元，以获得主梁断面振动过程中的表面压力，然后结合主梁结构振动响应、表面压力以及流场特征等对主梁涡激振动机理进行分析。结果表明：该桥主梁原设计方案存在涡激共振现象，将梁底检修车轨道内移120 cm可有效抑制主梁涡振响应；主梁涡激振动响应的数值模拟结果与风洞试验结果吻合较好；检修车轨道内移120 cm后主要改变了箱梁下表面平均压力系数分布特性，且箱梁表面各测点脉动压力卓越频率不一致，有效减小了主梁涡激振动响应；流线型箱梁靠近迎风侧的“被动区域”对结构涡振响应贡献较小，背风侧“驱动区域”发生周期性旋涡脱落是影响流线型箱梁涡振的主要因素。     

城市地下道路分(合)流匝道通风阻力特性

为分析多点进出结构的城市地下道路空气流动特性,以长沙市营盘路湘江隧道为原型,通过现场实测、缩尺模型试验以及CFD软件数值模拟方法,对分(合)匝道通风阻力特性进行了研究,考察了雷诺数、风量比、分岔角度对分(合)流匝道阻力特性的影响规律。研究结果表明:1)主隧道与匝道风量比、主隧道与匝道夹角是影响分(合)流匝道局部阻力系数的关键因素;2)城市地下道路分(合)流匝道局部阻力变化特性,不宜简单套用通风管道的三通构件的参数;3)结合最小二乘法和Matlab软件对计算结果进行多因素回归分析,给出了基于长沙营盘路湘江隧道的分(合)流匝道主隧道和匝道的局部阻力系数关联式。研究结果可为复杂结构城市地下道路通风系统阻力特性分析及通风工程优化设计提供方法参考。     

大断面异形盾构隧道弯矩传递系数原型加载试验研究

由于异形盾构隧道特殊的结构断面型式,管片设计暂无相关规范可循,故基于原型三环管片力学加载试验对异形盾构管片环向接头弯矩传递系数进行研究,研究结果表明:1)随埋深增加,异形盾构管片结构整体刚度提升,但由于各接头刚度与相邻管片结构刚度比随埋深增加变化规律不一致,异形盾构管片接头弯矩传递能力呈部分减弱部分增强的现象;2)同埋深条件下,随着侧压力系数的增加,除右拱腰处接头外,其余接头弯矩传递能力随着接头刚度与相邻管片结构刚度比的增大而逐渐增强;3)随着埋深增加,各接头弯矩传递能力对侧压力系数的敏感程度逐渐减弱;4)极限破坏后,异形盾构管片内外弧面裂缝的分布规律证明了明显的弯矩传递现象。     

侧压力系数与非同步开挖对分离式隧道影响研究

使用有限元方法进行了一系列的计算分析,探讨不同侧压力系数对分离式隧道左、右洞不同步开挖时两洞间的影响程度,并通过现场动态监控量测来验证数值模拟的正确性。结果表明：侧压力系数越大相邻隧道的影响程度越大。     

隧道管棚超前支护施工技术

根据西直沟1#隧道实际工程特点,选取管棚超前支护技术。依据管棚支护的主要机理以及地形地质和荷载情况,采用扇形管棚布置。根据埋深较大时的简化泰沙基公式计算围岩最大压力,并选取管棚参数,对本隧道的施工提供了理论依据,为以后黄土隧道的施工积累了工程实际经验。     

无坎宽顶堰流量系数的计算及讨论

通过采用二元非线性回归分析方法对多个数学模型进行分析,结合实测资料,得到了水利工程中无坎宽顶堰流量系数的经验公式,克服了查表法中需要通过多步直线内插带来的不便,更适合在水力计算中应用。     

Flow Stress Model of Stainless Steel OCr13Ni5Mo at Elevated Temperature

For a more accurate forming calculation and numerical simulation of hydraulic turbine blade,experimental studies on the flow stress of stainless steel OCr13Ni5Mo were carried out upon Gleeble-1500 thermal simulator under different deformation conditions.The results then were analyzed and the effects of all influencing factors were summarized consequently.New mathematic models were conceived.Utilizing the software Matlab,regression coefficients were calculated by the least square method.The model has an eminent capability of curve-fitting performance with impact structure whose correlation coefficient is up to 0.908 0 and the cosine coefficient is 0.995 8.All mathematic models and process parameters can be used in engineering calculations or computer simulations.