自升式平台直管结构碰撞模型试验与仿真分析

随着海洋油气开发的日益深入,海洋平台作为主要的作业基地发挥着重要作用。然而平台在进行钻井与采油作业时,与供给船、守卫船等发生碰撞的风险较大,不仅危及自身整体安全性,亦会造成巨大的经济损失。开展自升式平台碰撞性能研究,揭示碰撞过程中的损伤变形机理,对更好地开展自升式平台耐撞结构设计具有重要意义。本文以自升式平台桩腿直管为研究对象,开展平台管结构的落锤冲击模型试验,探究不同冲击速度下直管结构的动态响应特征。同时,结合有限元仿真技术对落锤冲击过程进行数值模拟,得到碰撞力、塑性变形、跨中挠度等参数,并与试验数据对比分析,从而验证数值仿真模型化技术的准确性。研究结果表明,管结构模型试验记录的数据与数值模拟的结果吻合较好,均真实反应了管结构在受到侧向冲击载荷时的动态响应,验证了模型试验技术的准确性。同时就不同冲击速度下管结构的变形与受力规律可知平台桩腿管结构的耐撞性能。本文研究成果可以为大型平台结构碰撞性能提供试验技术支撑。     

舰艇结构在水中兵器静态爆炸作用下的冲击响应

运用通用有限元程序ABAQUS对水中兵器静态爆炸攻击作用下的舰艇冲击响应进行数值模拟分析,并数值模拟出舰艇关键部位的冲击响应特征,成功地解决了流-固耦合和单元失效等关键问题,数值模拟出水域流场压力、舰艇应力响应和加速度响应的结果。数值分析获得的舰艇在水中兵器静态爆炸试验工况下的响应结果与理论计算结果基本相符,具有较高可信度,为水中兵器静态爆炸试验工况的设置和舰艇抗爆结构的设计提供有力的依据。     

海上火箭热发射过程中发射平台耦合运动响应分析

在海上火箭热发射工况下,以海上发射平台作为主要研究对象,基于Realizable k-ε湍流模型以及三维势流理论,进行火箭尾流冲击载荷以及风、浪、流联合作用下的平台时域运动响应研究。对比分析了2种海况下海上发射期间发射平台的垂荡、横摇、纵摇以及艏摇4个方向的运动,通过分析计算,海况一比海况二更有利于火箭和海上发射平台的双向安全且应避免发射平台横浪时进行海上热发射。此外,提出了1种海上发射工况下尾流冲击的简易计算方法并得到了单拉瓦尔管燃气尾流冲击的压强时历曲线,为后续发射平台的结构性能以及运动性能研究奠定了理论和工程基础。     

桥梁冲击系数理论研究和应用进展

为推动桥梁冲击系数理论和应用研究的进一步深入开展,从计算方法、理论与数值模拟、现场试验与测试3个方面系统梳理国内外公路、城市和铁路桥梁工程领域冲击系数(或动力系数)的研究进展,并探讨其不足和发展趋势.计算方法方面,从桥梁冲击系数的定义出发,详细阐述典型国家最新规范冲击系数表达式;理论与数值模拟方面,分析了车辆参数、桥梁...     

桥墩抗船撞击性能研究

桥梁在船舶碰撞时受到的动力载荷和响应是复杂的动力非线性问题。首先阐述了船桥碰撞常用的研究方法,同时简要介绍了数值模拟方法的基本原理。用非线性有限元程序LS-DANA对一艘5万t实船与桥梁的碰撞过程进行了仿真分析,研究了有、无防撞装置对桥梁冲击性能的影响,结果表明柔性防撞装置既能保护桥墩又保护了船的安全,计算结果为工程设计提供了有价值的数据。     

高速铁路路基压实过程中的空间动力响应

依托京雄（北京—雄安）高速铁路路基工程,采用现场试验和数值模拟相结合的方法,分析了压路机振动荷载作用下高速铁路路基动力响应特性与演化规律。结果表明：压实过程中沿振动轮宽度方向轮缘下方土体竖向压应力较大,而振动轮中间部位竖向压应力较小且分布较为均匀;土体竖向加速度、速度沿深度方向或水平方向的衰减规律大致相似,竖向加速度的衰减呈现更明显的规律性;压路机激振力频率、激振力幅值、速度和土体弹性模量在不同参数水平下衰减规律相似,但衰减速度与影响深度不同。     

基于SVM的地铁闸机检测识别系统研究

在复杂环境下提高地铁闸机智能识别系统的识别率是一项极其困难的工作。针对地铁闸机通行中各种事件的不同情况,提出了一种基于支持向量机的智能识别方法,并设计了基于双CPU控制和红外传感器的智能检测识别系统,通过合理安排红外传感器的位置,获取通行乘客经过闸机通道时的运动序列,结合图像识别等辅助功能,最终判断通行乘客情况。大量样本数据表明,通过SVM的方法使控制系统精度和处理能力得到提高,识别率超过90%,较好地满足了市场需求。     

道路压实检测数据集成与可视化技术研究

道路的施工建设过程是一个数据容量庞大,数据特征冗杂、信息传递与交互过程复杂的施工活动,传统的施工数据存储、管理与分析依赖于纸质文件和部分电子文件,存在数据利用率不高、数据特征难以挖掘、数据价值难以体现等局限,难以有效地为施工质量把控与运营阶段的数据信息移交提供支撑与服务。因此,提出一种基于BIM的路基路面压实检测数据集成与可视化框架,通过BIM平台与数据库实现在信息模型中集成施工数据,进行数据分析与数据可视化,并结合实际工程案例应用与验证。研究表明：框架具有可行性与有效性,可为基于BIM技术的道路施工精细化建设与管理提供思路与技术参考。     

水泥改良全风化花岗岩路基填料水稳定性研究

以川南某高速公路工程为依托,采用振动压实法成型水泥改良全风化花岗岩路基填料试件,研究压实度、水泥剂量及养生龄期对全风化花岗岩填料水稳定性影响规律。结果表明：全风化花岗岩渗透系数和崩解量随压实度提高逐渐降低,当压实度≥96.0%,渗透系数趋于稳定,压实度提高1.0%,崩解量约降低8.6%;掺入水泥后水稳定性显著提高,水泥改良全风化花岗岩与全风化花岗岩试件崩解量比值在4.2以上,当水泥剂量≥4.0%,改良后渗透系数、崩解量随压实度增大呈线性趋势降低,渗透系数、崩解量降低速率分别为6.3%、6.4%;改良后龄期前14天水稳系数增长较快,28天后曲线较平缓,水泥剂量增加1%,7、28天水稳系数约分别增加10.5%、9.5%以上。     

硬质和软质Superpave沥青混合料的压实工艺研究

许多Superpave沥青混合料材质较硬、难以压实;而有些则是非常软,在压路机的碾压下易出现推移现象,并在压实中常常开裂,同时软质沥青混合料存在高温、中温和低温3个典型的温度区,其中当混合料处于高温区和低温区时能够获得压实密度,而在碾压过程中处于中间温区时沥青混合料易被振松。针对上述情况,应该采用不同的压路机组合方案,实现不同沥青混合料的压实工艺设计。