饱和粘土循环动力分析边界面模型的积分算法

基于运动硬化准则的新型边界面塑性模型,能够预测循环载荷作用下饱和粘土的动力响应,该模型的数值积分格式是合理评估海洋环境下大圆筒结构等近海工程结构承载性能和动力响应的保证.采用基于SMP准则的变换应力法,建立能考虑土体拉伸特性的边界面模型,根据广义梯形法则提出该模型的积分算法,模拟饱和粘土的三轴拉伸试验和动三轴试验,数值结果与土工试验数据吻合较好.     

舰船爆炸试验环境监控摄像机的抗冲击设计

以水下非接触爆炸环境为研究背景,在论述隔冲原理及粘弹性材料力学特性的基础上,分析了粘弹性复合材料隔冲结构的各种非线性因素。根据物理样机的实际工况,建立了粘弹性复合材料隔冲结构的有限元模型,通过仿真计算,得到了瞬态激励条件下隔冲结构的动力衰减曲线。在此基础上完成了摄像机的抗冲击结构设计,并进行了实验室验证,满足了爆炸试验对摄像机的抗冲击要求。     

潮汐作用下饱和软粘土地基孔隙水压力变化规律研究

针对潮汐对滨海地区饱和软粘土的影响,尤其是在无施工加载条件下,展开对饱和软粘土中孔隙水压力变化的研究。利用数学模型计算与现场实测相结合的方法,得到了较为一致的结果。通过总结潮汐对饱和软粘土中孔隙水压力变化的影响规律,提出了对施工加载和安全监测的建议。     

多因素下张力腿平台耦合动力响应特性研究

考虑立管、张力腿及平台本体的非线性耦合,建立六自由度的振动微分方程。推导了方程中的质量矩阵、耦合刚度矩阵、阻尼矩阵及波浪荷载的计算公式。采用微元法对立柱和浮筒进行离散,求得方程数值解。比较分析了四种工况下张力腿平台的耦合动力响应、张力腿及立管张力的变化,揭示了波浪周期、波高、浪向角、预张力、工作水深等多因素对张力腿平台运动响应的影响。     

基于模糊理论的船舶航向控制仿真研究

船舶航行过程中的航向控制是其重要的性能指标之一。船舶航向控制具有非线性、参数时变、大惯性和干扰复杂等特点,传统PID控制对于这种复杂的被控对象往往不能达到良好的效果。本文结合模糊理论,将模糊PID控制用于船舶航向控制。仿真结果表明,该控制器具有响应速度快,过渡时间短,抗干扰能力强等优点,与传统PID控制相比能达到较好的控制效果。     

基于非线性有限元分析的新型锚固块设计

锚固块是体外预应力桥梁的关键构造之一.目前采用的锚固块都是由钢筋混凝土构成,其体积和自重较大,受力较复杂,一定程度上约束了体外预应力在桥梁上的应用.借鉴钢锚箱在斜拉桥索塔上应用的成功经验,采用理论计算和非线性有限元分析相结合的方法对体外预应力混凝土桥梁的钢锚箱进行设计和计算.结果表明,钢锚箱可用于体外预应力混凝土桥梁,其自重只有混凝土锚固块的50％,该结果可为体外预应力桥梁钢锚箱设计提供参考.     

玻璃纤维加筋土强度特征试验研究

为了揭示玻璃纤维加筋土的加筋机理,进行多因素多水平的室内三轴试验,研究玻璃纤维加筋土的强度和变形特性,并采用多元回归分析,得出考虑多因素影响的玻璃纤维加筋土强度指标公式.试验结果表明:玻璃纤维加筋土的应力-应变曲线近似呈双曲线;玻璃纤维的掺入可改变砂土结构,提高纤维土的强度,特别是强度指标粘聚力提高显著,但是对元筋砂土内摩擦角影响不大;玻璃纤维加筋土粘聚力c与纤维长度l,纤维掺加比例m存在非线性关系;抗剪强度增加幅度与纤维掺加比例之间是非线性关系,与纤维长度之间近似呈线性关系.     

考虑万向节间隙的汽车摆振系统动力学建模

在经典三自由度前轮摆振模型的基础上,基于非线性动力学理论,建立了考虑万向节运动副间隙的三自由度摆振模型。利用Poincare截面法绘制了车轮摆角幅值随车速变化的分岔特性曲线,分析了车速变化引起的某非独立悬架汽车前轮自激摆振的Hopf分岔,验证了在特定车速范围内发生自激励摆振的运动特性。     

鄂东长江公路大桥主桥静动载试验

鄂东长江公路大桥为半飘浮体系双塔混合梁斜拉桥,为评定该桥的性能及承载力,结合有限元法理论计算分析,对其主桥进行实桥静、动载试验。由静载试验测得主梁和桥塔的位移、应力及斜拉索的索力,通过实测值与计算值的比较,得出该桥主桥结构竖向整体刚度、承载力、桥塔结构整体纵向抗弯刚度、斜拉索索力均满足设计要求。通过由动载试验测得的桥梁结构自振特性、冲击系数与计算值的比较,可知该桥的颤振稳定性、振幅、冲击系数均满足规范要求,结构动力性能良好。     

TLP平台垂荡运动对立管疲劳寿命的影响

针对海洋平台与立管接头的非线性特征,就TLP平台的一阶与二阶垂荡运动及其对立管上端点耦合产生位移,在考虑平均应力影响的基础上,基于DNV,ABS与UK等船级社规范提供的S-N曲线,讨论立管的疲劳问题.采用Goodman模型与Gerber模型进行有效循环应力分析与对比.从4种非线性接头对于立管上端点的动应力影响来看,接头节点的非线性特征,对立管应力影响较大.考虑平均应力影响,从2个模型(Goodman和Gerber)的比较来看,Goodman模型考虑平均应力影响相对保守;从平台的一阶、二阶垂荡对立管上端点的影响来看,一阶垂荡过程中,最大应力点在触地点,二阶垂荡最大应力点为立管上端点;从疲劳损失程度来看,二阶垂荡运动对疲劳寿命影响较大;从3个船级社的S-N曲线来看,DNV的S-N曲线偏于保守,ABS的其次,UK的S-N曲线得出的疲劳寿命最长.