船舶模型在波浪下的崩溃数值仿真及试验

大波浪因具有巨大波高而会造成船体结构崩溃失效,甚至断裂,准确预报船体结构在波浪下的非线性动态强度已成为船舶结构新的研究方向.提出一种结合三维势流理论和非线性有限元的数值仿真方法,预报船体结构在波浪下的非线性动态强度,三维势流理论用于计算波浪载荷,非线性有限元用于计算船体结构的弹塑性和屈曲变形.为验证数值仿真方法的准确性...     

基于垂向工作线圈消除大型非对称舰船固定磁性研究

舰船为了避免被水中磁引信武器袭击,需要定期在消磁站(船)进行固定磁性处理.目前国外消磁站已经实现了临时缠绕纵向工作线圈消除该类型舰船的固定磁性.相比于其他水面舰艇,该类型舰船甲板宽大,舰岛较高,临时缠绕纵向工作线圈的工作量很大.针对此问题,提出一种基于垂向工作线圈对大型非对称舰船进行固定磁性处理的方法,并通过实验验证该...     

芯板可压缩的夹层加筋板固有频率分析

推导了一种考虑芯板垂向压缩变形影响的双向加筋的约束阻尼夹层板有限元单元.其中,夹层板面遵循Mindlin一阶剪切变形理论的假定;芯板采用基于厚板理论的非线性位移模式, 各向位移沿板厚成抛物线分布, 并考虑了芯板的横向压缩变形;加强筋采用Timoshenko梁模型,考虑了其剪切变形的影响.根据层间位移连续和板、梁位移连续假设,将芯板和加强筋的位移用上下面板位移表示,推导了相应的位移应变关系, 继而根据Hamilton原理建立了控制方程.数值计算结果表明约束阻尼夹层加筋板有限元单元的推导是正确的;在约束阻尼夹层加筋板的固有频率研究中,考虑夹层板芯层的垂向压缩变形的影响是必要的.还讨论了芯板和加强筋的各个参数对板固有频率的影响.     

倒拖调迁船舶和双向推进船舶几个规范要求适用性分析

船舶相关的国际公约、船旗国主管机关的法定要求和船级社规范中的很多条文与船首定义密切相关,对于大多数船舶而言,船首的含义非常明确,但对于双向推进船舶和倒拖调迁的非自航船舶而言,其船首的含义有特殊性。针对此问题,本文探讨双向推进船舶和倒拖调迁船舶的船首定义,分析了相关条文,重点分析了防撞舱壁、船端加强、号灯布置、最小船首高度和首锚布置等的相关要求,并提出规范对这些船舶的适用性建议。本文研究和观点有利于明确和完善国际公约、船旗国主管机关的法定要求和船级社规范的船首含义,对船舶设计、审图和建造将有重要指导意义。     

环向预应力钢绞线加固RC拱肋力学性能试验

通过RC方柱偏压试验和RC拱肋面内受力全过程试验,对环向预应力钢绞线（LPSW）加固拱桥方法进行研究。对相对偏心距分别为0,0.25,0.5的3类RC方柱进行偏心受压试验,偏心试验表明：RC方柱加固后,预应力钢绞线先于箍筋约束混凝土,有效抑制了混凝土裂缝的纵向开展,预应力钢绞线及箍筋之间具有良好的变形协调性;LPSW加固柱承载力提高了3%～34%,LPSW加固技术适合于小偏心受压结构,偏心距越小,增强效果越明显。在偏压试验基础上,拓展了LPSW加固RC拱肋的模型试验,对LPSW加固模型拱荷载-挠度曲线、截面应变和结构破坏模式等方面进行分析。拱肋试验表明：LPSW拱肋受力过程和破坏模式与RC拱肋相似,分为弹性阶段、裂缝开展阶段和钢筋屈服阶段,最终因出现5个塑性铰形成机构而呈塑性破坏。由于环向预应力钢绞线约束,使RC拱肋提前处于3向受压应力状态,横向膨胀受到约束,避免拱肋出现拉应力,加固拱肋的初裂荷载、钢筋屈服荷载和极限荷载为未加固拱的2倍、1.6倍和1.47倍。基于偏压柱及拱肋试验结果,利用弹塑性失稳理论的等效梁柱法,建立LPSW加固拱肋极限承载力的计算公式,计算值与试验值吻合较好,且偏于安全,可用于评估实际加固拱桥的承载能力。     

岔区轮轨滚动接触理论分析

为研究岔区轮轨匹配关系和经典轮轨接触理论对岔区的适用性,建立了岔区轮轨接触有限元模型,编写了数种岔区法向力及切向力计算程序. 以18号高速道岔转辙区及辙叉区典型断面为例,在法向对比了赫兹、半赫兹、Kalker三维非赫兹滚动接触理论与有限元模型在接触斑面积和接触应力上的差异,切向对比了基于赫兹和半赫兹的FASTSIM算法、Polach模型和CONTACT程序在不同工况下的蠕滑力差异. 计算结果表明:有限元模型考虑了轮轨材料应力应变特性,更接近实际运用工况,赫兹、半赫兹、Kalker三维非赫兹与有限元法接触斑面积分别最大相差50.42%、17.83%和24.78%,最大接触应力相差60.28%、25.25%和32.37%; 各工况下4种切向力模型蠕滑力随蠕滑率的变化趋势相同,同一工况下基于赫兹和半赫兹的FASTSIM算法和Polach模型与CONTACT计算结果最大相差8.08%、5.19%、9.70%; 综合岔区轮轨法向、切向计算精度和计算效率,半赫兹接触理论结合FASTSIM算法在岔区大批量的数据处理中更具优势.      

韩国“世越号”沉船海域海流垂向分量研究

沉积物和营养盐的扩散与沉积过程受垂向流的影响,根据2015年10月13～22日"世越号"沉船打捞前及2017年5月10～16日沉船打捞后利用ADCP在沉船海域的定点流速观测资料,采用经验模态分解和功率谱分析的方法,研究了该海域海流垂向分量的变化规律及其与潮流的关系。研究结果表明,沉船海域垂向流速分量受涨落潮运动影响,垂向流速分量与东方向、北方向流速分量具有一定的相关性,对海流垂向分量影响较大的分潮主要为半日分潮和浅水分潮,上层水的涨、落潮流对垂向流影响程度高于下层水流;沉船打捞前垂向流与水平流的相关程度高于沉船打捞后,垂向流速分量的分布及变化规律明显受沉船的影响,打捞前垂向流的现象显得更加强烈。     

考虑时间效应的黑色页岩遇水三向宏微观膨胀力模型研究

为研究黑色页岩遇水膨胀特性,开展物理力学性质、X衍射(XRD)测试以及三向侧限膨胀力试验,进一步基于黑色页岩中亲水性黏土矿物晶层膨胀与双电层理论及宏观物理力学性质,考虑页岩各向异性特征,提出考虑时间效应的分段式黑色页岩三向宏微观膨胀力本构模型,能较完备描述黑色页岩膨胀力发展过程.研究结果表明:黑色页岩遇水膨胀力发展过程服从幂指数关系,在遇水0～2 d内,膨胀力增长迅速,达到最大值70％,膨胀力遵循晶层膨胀关系;当遇水时间2～8 d,膨胀力增长20％,以黏粒扩散双电层膨胀为主;当遇水时间达到8 d后,膨胀力达到最大膨胀力的95％以上,膨胀过程基本达到稳定.同时,膨胀力发展表现出较强的各向异性,层理面法线方向(z方向)膨胀力最大,平行于层理面方向(x,y方向)的膨胀力分别约为法线方向的0.31,0.29倍.研究成果可为黑色页岩地区工程建设中的膨胀问题提供理论参考.     

基于可拓云模型的轨道交通与接驳公交换乘综合评价研究

为提高城市公共交通体系的整体运行效率,建立基于可拓云模型的轨道交通与接驳公交换乘综合评价模型,解决轨道交通与接驳公交换乘评价过程中的随机性、模糊性问题,使得换乘评价结果更贴近实际.从多角度确定轨道交通与接驳公交换乘评价指标体系,运用层次分析法与熵权法组合赋权确定综合权重,同时依据可拓云计算规则求出评价指标云的数字特征及综合评价等级确定度,并利用可信度因子检验评价结果,得到轨道交通与接驳公交换乘综合评价等级.最后,以昆明市呈贡新区段轨道站点为例确定其换乘水平等级,并根据评价结果提出改善其换乘水平的有关对策.研究结果表明:该方法和模型在轨道交通与接驳公交换乘综合评价中具有较好的可行性和适用性.     

隧道工区瓦斯等级可拓评价体系研究

文章介绍了隧道瓦斯工区等级可拓法评价流程,并将瓦斯地质学的理论知识应用于隧道工程领域,对影响隧道工区瓦斯赋存的因素进行了深入分析,同时采用国际上广泛使用的SMART指标体系设计准则,建立了隧道工区瓦斯等级评价指标体系及瓦斯工区等级评价物元模型。通过实例研究表明,该模型得到的结果与实际情况基本吻合,具有一定的现实参考价值。