超大型集装箱船货舱段横向强框布局优化与研究

随着2015年首艘国内建造的18 000标准箱超大型集装箱船的成功交付以及后续多艘新船订单的生效,集装箱船的大型化趋势日渐明显。文章对某超大型集装箱船的横向强框布局提出优化设计方案,针对优化方案进行规范计算和舱段有限元分析。分析结果表明:优化后的空船质量有所减轻,并且船厂的工艺施工量也因强框数量的减少而减少,从而有效降低成本。该优化方案为今后的设计工作提供了有价值的参考。     

复合材料立管抗屈曲能力的提高方法

由于复合材料具有高比强度、设计性强、扰腐蚀性能好等优点,而广泛应用于海洋立管中,但是复合材料立管设计还不够成熟。本文为探究提高复合材料立管抗面压屈曲能力的方法,研究了复合材料结构参数对复合材料立管抗面压屈曲能力的影响,发现铺层数和铺层角对其抗面压屈曲能力有较大影响。其后对复合材料立管增加止屈器,结果表明止屈器可以较大幅度提高其抗面压屈曲能力。对今后研究复合材料立管抗屈曲能力提供一定的指导意义。     

绝热剪切效应对背水靶板的抗侵彻特性影响的研究

绝热剪切效应是材料破坏的重要机理之一.文章开展了动态冲击作用下的材料绝热剪切试验,计算了绝热条件下材料的塑性温度升高.建立了背水靶板的FEM全流固耦合模型,采用考虑了温度效应的Johnson-cook模型开展了爆炸破片侵彻舰船液舱舱壁过程的计算.结果表明:(1)材料在高应变率下的绝热温升不可忽略;(2)弹体侵彻背水靶板过程可分为4个典型阶段,分别为墩粗凿坑阶段、碰撞形成速度共同体阶段、绝热剪切阶段和扰动液体阶段;(3)考虑温度效应的剩余速度明显小于不考虑温度效应的剩余速度;速度较低时,是否考虑温度效应预测的剩余速度值差异较小,随着初始速度的增大,差异逐渐增大.     

桥面防水粘结层性能试验分析

采用室内剪切试验和拉拔试验,分析桥面防水粘结层材料性能,认为层间抗剪强度及粘结强度受温度影响大,并且随着试验环境温度的升高而减小.现场拉拔试验研究了不同温度下4种粘结层材料与桥面板的粘结强度变化规律,其粘结强度同样随着试验环境温度的升高而减小.研究表明,剪切试验与拉拔试验结果能够综合评价高、低温情况下沥青混合料与粘结层的整体性能,还可以作为桥面粘结层是否满足抗剪要求的验证指标.     

主应力轴旋转下中主应力系数对软黏土性状的影响

采用空心圆柱仪对上海原状软黏土进行了不排水剪切试验,研究了主应力轴旋转条件下中主应力系数对饱和软黏土变形与强度特性的影响。采用等压固结模式对软黏土空心薄壁试样进行固结,并在3种不同主应力轴旋转角度下,对试样进行不同中主应力系数的不排水剪切试验。试验前提为剪切过程中平均应力、中主应力系数与主应力轴旋转角度均保持不变,而偏应力逐渐增大,直至试样破坏。试验结果表明:在不同中主应力系数下,天然软黏土的变形与强度特征存在明显的差异,在3种主应力轴旋转角度下,随着中主应力系数的增加,临界应力比均呈降低趋势,相应的峰值剪切强度减小;在主应力轴旋转角度为0°时,中主应力系数为0.25和0.50的试样均出现了轻微的应变局部化现象,剪应力在达到峰值后呈逐渐降低的趋势;在主应力轴旋转角度为90°时,中主应力系数为0.50和0.75的试样所对应的状态为内外压不等的非轴对称拉伸状态,二者的峰值剪切强度比较接近,而中主应力系数为1.00的试样对应的为内外压相等的轴对称拉伸状态,其峰值剪切强度相比前二者降低了25%;在内外压相等的加载条件下,主应力轴旋转角度由0°增加为90°的同时,中主应力系数由0增加为1.00,试样破坏时对应的临界应力比与不排水剪切强度均逐渐降低。     

公路岩体软弱结构面抗剪强度参数试验研究

对秭归风茅公路主干线聚集坊～郭家坝镇段主要岩体软弱结构面的抗剪参数进行了较系统的试验研究,包括岩体软弱结构面的野外简要调查、岩体软弱结构面现场原位试验、岩块与结构面室内模拟试验及岩体力学参数经验估值等,通过对各种试验数据进行整理、分析和对比,并考虑岩体所处具体地质条件,给出了各种具有代表性且工程安全性较差的岩体软弱结构面的抗剪强度参数建议值。     

CCS船体结构板格屈曲强度直接计算评估方法

介绍了中国船级社(CCS)有关指南文件中船体结构屈曲强度校核的直接计算方法,并与国外船级社的计算法作了比较。另外,还介绍了开发的相应应用软件系统。     

复合材料剪切圆柱壳在轴压下的屈曲与后屈曲

给出了非对称正交铺层剪切圆柱壳广义Donnell型大挠度方程,并运用位移型摄动技术构造出该圆柱壳在轴压作用下的后屈曲渐近级数解.为保证边值问题摄动解的一致性,本文研究了边界效应对中短圆柱壳的影响,亦即运用奇异摄动技术详细分析了该圆柱壳端部边界层方程和奇异摄动解.并讨论了横向剪切变形、Batdorf数、弹性模量比和初始几何缺陷对圆柱壳屈曲与后屈曲性态的影响.比较显示,横向剪切变形对圆柱壳的屈曲与后屈曲有重要影响.     

船舶总振动固有频率实用算法

分别用一维梁有限元方法和三维有限元方法计算3艘实船总振动固有频率,对计算结果进行统计分析,提出对一维梁有限元方法计算结果的修正,利用110000t油船进行验证。用一维梁有限元方法计算时考虑剪切滞后影响系数;用三维有限元方法计算时,是在ANSYS软件中建立全船的三维空间有限元模型,进行模态分析。通过计算证明该方法能有效改进一维梁有限元计算方法,可快速准确地预报船舶总振动固有频率。     

海上超长大直径永久钢护筒合理壁厚计算

研究目的:澳氹四桥主桥桩基永久钢护筒作为桩基成孔辅助措施,直径2.8 m,长度近100 m,不计入参与受力,钢护筒沉放采用搓管机或全套管全回转钻机施工。对于永久钢护筒,在后期不拔出的情况下,钢护筒合理壁厚至关重要,与施工安全和经济成本息息相关。为避免钢护筒壁厚过足造成经济浪费,壁厚不足导致在沉放过程中发生较大变形,通过建立考虑接触摩擦的钢护筒-周围水土三维模型进行钢护筒受压受扭沉放施工过程的力学仿真分析。研究结论:(1)全回转全套管钻机或搓管机适用于海上超长大直径钢护筒的沉放,根据钢护筒回转和下压运动,给出了所受八项荷载的计算方式;(2)通过对不同桩位不同长度的桩基永久钢护筒管壁的环向应力和轴向应力、屈曲稳定进行研究,依据招标文件要求,钢护筒应按照永久结构设计,给出了静力计算和局部屈曲计算安全系数,确定了钢护筒的合理壁厚;(3)本文研究结论可为海上超长大直径利用全套管全回转或搓管机的钻孔桩成孔工艺中跟进永久钢护筒的稳定安全分析和合理壁厚提供参考。