基于全耦合技术的船体结构碰撞性能研究

由于船舶碰撞问题的复杂性,通常是将船舶碰撞的外部机理与内部机理分开研究。作者基于“全耦合”分析技术,建立撞击船与被撞船整船模型,成功解决了船体与流场、撞击船与被撞船的耦合。此外,考虑撞击船与被撞船同步损伤,将内部机理同外部机理同步分析。通过数值仿真计算,分析了碰撞后撞击船与被撞船的运动、能量转化以及碰撞力、损伤变形及各构件的吸能情况。另外,开展多种碰撞工况计算研究,得出了便于工程应用的极限撞速曲线,为后续的船舶碰撞研究提供了技术支撑。     

典型加筋板拉伸疲劳试验方法

加筋板是船体结构的主要组成部分,针对船用加筋板试件在疲劳试验过程中连接段先于考核段破坏的技术问题,文章开展了加筋板拉伸疲劳试验技术研究,提出了加筋板拉伸疲劳试件设计方法。在此基础上,依据疲劳累积损伤理论,结合声发射动态裂纹检测技术,建立了基于声发射技术的疲劳累积损伤试验方法。通过加筋板拉伸疲劳试验验证了该方法的可行性和适用性,实现了疲劳试验的考核目标,可为以后类似结构疲劳试验提供方法参考。     

微颗粒影响螺旋桨噪声及空蚀损伤试验研究

为分析微颗粒对空蚀损伤及噪声的影响,开展不同水质的检测,提出水质的模拟方法,进行不同水质中的振动空蚀噪声试验、旋转圆盘试验以及循环水槽船后螺旋桨噪声的对比试验。结果表明:水中微颗粒含量对空蚀有较大影响,微颗粒含量高,空蚀破坏更严重;微颗粒对螺旋桨无空泡状态的噪声影响较大,可提高螺旋桨噪声的总声级,而对空泡状态下的螺旋桨噪声影响则不大。     

PIN二极管限幅器的电磁脉冲损伤特性试验

电磁脉冲作用下,位于射频前端的限幅器能对接收机起基本保护作用。通过试验研究基于多级PIN二极管的限幅器在方波脉冲和超宽带脉冲注入时的电磁脉冲损伤阈值以及损伤效应,发现当入射电磁脉冲幅度超过损伤阈值时,限幅器存在不可逆转的损伤累积效应。此外,利用时域反射技术对限幅模块的内部损伤部位进行了定位,发现相对于前级PIN二极管,后级PIN二极管更易发生损伤,损伤原因判断为前级二极管I层较厚,因此其对陡前沿脉冲的响应时间较慢、尖峰电压泄漏高达上百伏,导致后级I层较薄、耐压等级较低的PIN二极管受到过电压击穿。     

考虑波激振动的超大型船舶疲劳损伤计算

超大型船舶由于相对刚度较低,导致波激振动现象明显。常规的准静态谱分析法未考虑船体的弹性特征及与水动力载荷的耦合效应,无法求解考虑波激振动下的船舶疲劳损伤问题。针对上述问题,以应力模态叠加法为基础,来解决考虑波激振动影响时的船体疲劳强度评估问题,并以某超大型矿砂船为例进行疲劳计算,将结果与准静态谱分析法的结果进行对比分析。结果表明：计及波激振动效应,疲劳应力响应在高频段出现双峰甚至多峰现象,峰值点出现在遭遇频率接近船体固有频率时。波激振动效应使船体结构疲劳寿命大大降低,对于北大西洋海况,船舶在压载工况下的波激振动效应相较满载工况更明显。此方法对解决考虑波激振动下的船舶疲劳评估问题具有一定的参考意义。     

高速列车撞击盾构隧道的混合多尺度动力分析模型

列车脱轨会对隧道结构产生重大损害,为此提出一种在保证计算精度的前提下能大幅度提高计算效率的列车撞击盾构隧道混合多尺度动力分析模型,以降低列车脱轨事故的潜在风险。首先,建立考虑管片接头效应的常规非多尺度模型及2种单一多尺度模型（同类型单元粗细网格耦合多尺度模型和不同类型单元壳-体耦合多尺度模型）,通过3种模型的管片静力学试验结果对比分析,验证2种单一多尺度模型的适用性;然后,将2种单一多尺度模型结合成混合多尺度模型,应用于列车撞击盾构隧道动力分析中,并与采用常规非多尺度模型的计算结果进行对比。结果表明：在静力荷载下,2种单一多尺度模型在位移、应力及损伤面积的分布规律上与常规非多尺度模型一致,计算值误差均在3.5%以内,且计算时间缩短了50%左右;在撞击荷载下,混合多尺度模型与常规非多尺度模型计算所得的管片位移和拉压损伤发展规律一致,但混合多尺度模型计算数值偏大,除拉伸损伤面积误差为8.56%外,其余结果误差均在5%以内;混合多尺度模型在保证计算精度的前提下,将计算时间缩减了62.4%,为类似问题提供了更为高效的解决方案。     

运营高铁轨下多层结构损伤无损检测技术

运营高铁路基轨下结构在长期高速列车循环荷载与气候环境的共同作用下,轨道板、砂浆层、支承层、基床、路基本体等各结构层及层间损伤,会影响到高铁基础设施的服役性能。运营高铁轨下多层结构材质、功能各不相同,主要损伤有无砟轨道裂缝、离缝、翻浆、脱空等和基床、路基沉降等。介绍超声阵列方法、冲击回波法、地质雷达法、瞬态面波法在检测效率、精度以及探测深度方面的优缺点,选择不同的方法组合,对轨下多层结构进行综合检测和解释,构建了轨道板—支承层—基床—路基本体由浅到深的多尺度、多参数无损检测方法组合与健康状态的定量解释原则,可为运营高铁轨下结构服役性能和整治修复提供数据支撑。     

气袋缝制角度对Thor假人头部和胸部损伤的影响

以不同拉带长度的DAB(Driver Airbag,驾驶员侧气囊)为研究对象,基于C-NACP(China-New Car Assessment Programme,中国新车评价规程)新增的MPDB(Mobile Progressive Deformable Barrier,移动渐进变形壁障)测试工况,分析有无涂层织物缝制而成的气囊的透气性能、变形性能,以及两性能之间的相互影响;探讨DAB气袋上下布片的不同缝制角度对Thor假人胸部损伤的影响;最后采用滑车试验对所得结论进行验证。研究结果表明：针对上布片缝制角度,采用90°比45°可以使DAB气袋拥有更好的透气性能和更小的充胀高度;在MPDB工况下,采用90°缝制的DAB使Thor假人右上胸部的压缩量降低,同时其对头部伤害较小。     

FMS故障诊断的神经网络方法研究

文中对神经网络理论应用于FMS(Flexible Manufacture System,柔性制造系统)故障诊断进行研究,在介绍了神经网络基本理论的基础上,提出一种FMS故障诊断的神经网络计算方法。     

碳纤维智能层及其场域诊断

针对重大混凝土结构损伤信息捕捉的完备性,研制碳纤维智能层并提出场域诊断方法。基于碳纤维智能层的功能特性与可覆盖性,将被测结构的力场转换为易于检测的电场,在贴有碳纤维智能层的被测结构中建立一个应变或损伤的敏感场;通过研究碳纤维智能层力、电、热等多场耦合机理,提出服役结构的静态损伤场域诊断方法。最后,展望了水泥基碳纤维智能材料的工程应用及其发展前景。