低周疲劳载荷下考虑累积塑性的船舶裂纹板剩余极限强度研究

研究表明在恶劣海洋环境中船体结构整体断裂破坏往往是低周疲劳破坏和累积塑性破坏的耦合结果。考虑这两者耦合作用的影响,评估船体结构的极限承载力更为实际。基于累积塑性和低周疲劳裂纹扩展,从理论上分析了平面内低周疲劳载荷下裂纹板的残余极限强度。经过一系列数值模拟,首先讨论低周疲劳裂纹扩展行为的影响,然后随着疲劳裂纹扩展的发展,主要讨论了初始变形,焊接残余应力,裂纹扩展长度,裂纹分布和裂纹板厚度对低周疲劳载荷下船体裂纹板极限强度的影响。     

路基施工对下埋引水隧洞受力特征的影响

以某高速公路路基施工为对象,采用数值方法研究了不同工况下,填方加载、挖方卸载对既有引水隧洞的不利影响,获取了隧洞的力学特征,对比分析了填方加载后隧洞的三种加固方案,即内衬钢板、灌浆固结、灌注桩+系梁。结果表明:内衬钢板方案加固效果好,经济合理灌浆固结对软岩加固效果不佳;灌注桩+系梁框架结构将承担部分上部荷载,加固后隧洞应力值减小约50%。深挖卸载将导致隧洞底板最大拉应力由点至面分布,但应力最大值与开挖前几乎一致。最后,计算了深挖路堑爆破药量及安全距离。     

山区弯曲河道鱼类产卵栖息地适宜度的分布特征

研究鱼类产卵栖息地适宜度的分布特征对河道生态保护具有重要意义。以长江上游中盘子弯曲河道为例,基于平面二维水流数值模拟资料,开展山区弯曲河道四大家鱼产卵栖息地适宜度的分布特征研究。结果表明:1)鱼类产卵栖息的最适宜区域将随流量而变,小流量时多居深槽,流量增大后多居边滩。2)微生境适宜性面积S_A随流量Q呈"先增大后减小"的变化特征,S_A峰值出现在多年平均流量附近。3)河道两岸流速适宜度S_V相对较大,中部深泓水深适宜度S_D和栖息地适宜指数S_H相对较大;凹岸及凸岸的S_D、S_H之间均具有一定的相关性,S_H随S_D呈线性递增变化趋势。4)多年平均流量下,弯道沿程各断面的S_D沿河宽分布呈"两端小、中间大"的特征,S_V、S_H沿河宽分布总体重合,数值差异主要体现在两岸附近; S_H0. 8的区域主要集中在河道两岸和凹岸边滩,该区域较适于鱼类产卵栖息。研究成果可为山区河道鱼类资源保护和生态航道工程建设提供科学参考。     

中国、英国、美国、日本规范关于直墙波谷力计算方法的对比

文章介绍了英国标准BS6349、美国陆军工程兵团《海岸工程手册》、日本《港口设施技术标准》中直墙所受波谷力的计算原理、应用范围和参数选取,并借助工程实例与中国《港口与航道水文规范》中计算方法进行了对比。对于立波波谷力的计算,各国较常用的均为森弗罗公式,但在公式使用过程中应注意特征波高的选取。当d/L在0.139～0.2范围内时,应用中国规范的波谷力计算值介于美国与日本规范、英国规范之间,英国规范水平波谷力计算值偏大17%左右。当d/L在0.05～0.139时,中国规范浅水立波法计算值与美国及日本规范接近,均远低于英国规范值。由于英国规范采用了特征波H_(max)与T_s计算,在波浪浅水变形较显著的工况下,计算可能偏离实际较大。美国规范及日本规范计算值则较中国规范偏低,偏低幅度根据相对水深及波陡等参数的不同而在5%～10%波动。     

上游静止柱体对圆柱体结构尾激振动的影响

文章运用半隐式特征线分裂算子有限元算法对串列布置的静止上游柱体和下游圆柱的尾激振动问题进行了数值模拟研究。数值结果表明:上游柱体结构的形状、尺寸比(d/D)和折减速度(Ur)三个参数对下游圆柱体结构的动力响应、运动轨迹与涡脱落模态有着显著的影响,且与单圆柱工况相比存在明显区别;随着尺寸比的增大,上/下游柱体结构之间的互扰作用会由流致效应逐渐转变为尾流效应,使得频率特性发生变化,并会导致下游圆柱体结构的振动响应增强;当d/D=0.5和1.0时,下游圆柱体结构的运动轨迹主要为“8”字形;当d/D=1.5时,除了“8”字形外,运动轨迹还会呈现双弯刀形、“双8”字形和不规则形状。通过对流体力系数与位移时程曲线及位移PSD曲线特性进行分析,揭示了其相互作用的内在机理。另外,下游圆柱体结构的尾流场特性也会随参数的变化而变化,其涡脱落模态主要为2S、P+S和2P三种。     

舰船配电自动化系统防雷计算的参数研究

针对传统防雷计算参数获取方法绕击防雷性能较差的问题,设计一种舰船配电自动化系统中防雷计算的参数获取方法,获取舰船配电自动化系统避雷器的相关参数及其伏安特征曲线,利用其特征曲线构建舰船配电自动化系统避雷器的模拟模型,根据避雷器模拟模型对舰配电自动化系统的防雷计算算法进行设计,也就是对舰配电自动化系统的防雷接地电阻进行计算,通过该防雷计算算法实现舰船配电自动化系统防雷计算参数的获取。为了证明舰船配电自动化系统防雷计算参数获取方法的绕击防雷性能较强,将传统防雷计算参数获取方法与该获取方法进行对比实验,实验结果证明该获取方法的绕击防雷性能优于传统防雷计算参数获取方法,实现了绕击防雷性能的提升。     

深埋大断面黄土隧道初期支护受力特征分析

为避免初期支护局部破坏对深埋黄土隧道安全产生危害,依托甘肃省境内早胜3号隧道施工开展深埋大断面黄土隧道初期支护受力规律的现场试验研究。通过埋设振弦式传感器对围岩与初期支护接触压力、喷射混凝土应变、钢拱架应变、相邻钢拱架间作用力进行监测,同时建立模拟隧道施工的有限元计算模型,分析得到初期支护内力分布特点。结果表明： 1) 初期支护受力随时间表现出迅速增长—缓慢增长—逐渐稳定的特点,曲线在二次衬砌闭合12 d后基本稳定; 2)应力空间分布上部大下部小,偏压特性明显,荷载理论计算值偏小; 3) 拱顶及边墙区域为初期支护薄弱部位,需采取措施并加强监控量测; 4)数值计算表明锚杆末端轴力较小,设计中可考虑适当缩短锚杆长度。     

车队安全氛围与驾驶员个人特征对公交汽车事故的影响

为综合考虑车队安全氛围与驾驶员多种个人特征对公共汽车交通事故发生的影响,设计了营运驾驶员调查问卷,问卷内容包括车队的安全氛围,驾驶员的个人信息、健康状况、睡眠状况、驾驶行为与驾驶愤怒.对公交客运企业的13个车队,共计844名驾驶员进行了问卷调查.双层Logit模型用于分析车队特征与驾驶员个人特征对事故风险的影响;结果表明,在车队层面,安全氛围对交通事故发生有显著影响,可解释约9.2% 的模型方差;在个人层面,驾驶员年龄、在所调查企业工作的时间、睡眠状况、普通违规行为、侵略违规行为、失误驾驶行为、积极驾驶行为以及驾驶愤怒对交通事故发生均有显著影响.基于随机森林中的平均准确度下降方法对显著变量的相对重要度进行了排序,结果显示,驾驶行为与睡眠状况是对驾驶员事故发生贡献最高的因素,车队安全氛围次之;其中4类驾驶行为对事故的累积贡献率为68.2%.研究结果可为公交客运企业安全管理与驾驶员安全教育提供理论基础,安全教育应给予对事故贡献度高的因素教育优先权.      

基于实测行车速度数据的高速公路安全特征分析

结合路段实测车辆运行数据,对某高速公路典型断面车速分布规律、不同车型车速离散性、大小型车速度差极差比等特征进行分析,并就不同车型车速特征对交通安全所产生的影响进行探讨。结果表明：高速公路交通安全特性受行车车速、车速离散度及大小型车车速一致性因素影响,加强车速管理,控制车速离散程度,提高大小型车车速线性一致性,可以在一定程度上减少事故率,提升行车安全性。     

水锤冲击时管路系统流固耦合响应的特征线分析方法研究

本文以Wiggert 和Hatfield[3]的特征线分析方法为基础,研究管路在水锤冲击下考虑泊松耦合时流体和结构的瞬态响应.推导了分别对应于管中流体压缩波和管壁中纵波的特征关系式和相容方程,并联合采用空间插值和显式时间插值进行数值求解.针对经典的水锤压力冲击的算例,将边界和初始条件离散化,编制了MATLAB程序进行计算,获得管道中流体压力和流速及轴向应力和振动速度的时程曲线,计算结果与理论分析相当吻合.根据计算结果,提出了对于实际管路设计和水锤防护有益的结论.鉴于特征线法本身的优势,有望在管路系统抗冲击设计分析和防护研究中得到进一步的应用.