船舶推进轴系校中有限元法的改进及软件实现

详细论述了有限元的基本理论,根据实际情况,考虑船舶推进轴系校中计算中剪切变形的影响,对有限元法的刚度矩阵进行了改进.利用VB.NET开发了船舶推进轴系校中计算通用软件,通过与没有考虑剪切变形的国内外同类计算软件计算结果的比较以及实际中的应用,表明了这种改进是合理的且可以获得更准确的结果.所开发的计算软件,界面友好,功能完善,操作简单,满足轴系设计计算、校核计算的需要,进一步完善了船舶推进轴系校中计算模型,便于二次开发与深入研究.     

含损伤加筋板结构辐射声功率及指向性变异研究

本文采用结构声振特性中常用参数辐射声功率和辐射指向性来研究含损伤加筋结构的声辐射特性,计算不同加筋情况和结构不同损伤情况下的辐射声功率和远场指向性.基于Mindlin理论,建立描述健康和损伤的四结点有限元板壳单元模型,采用有限元方法计算结构表面动力响应.针对各向同性损伤单元,采取刚度各向整体弱化的方法分析;对于各向异性损伤单元,采用Kachanov理论,引入了x和y两个方向的弹性损伤折减系数.根据Rayleigh积分可以计算结构振动向外辐射的声压,进而可以得到辐射声功率和辐射指向性.考虑到不同损伤存在形式,计算分析了损伤对振动频率、模态以及辐射声功率和指向性的影响.文章建立了一种含损结构的分析方法,通过对一些典型算例分析,在评价损伤对船舶与海洋结构物常用的加筋结构声辐射特性影响方面做出了一定的探索.     

砂砾石基层混合料的非线性分析

砂砾石组成的混合料具有明显的非线性特点,为反映混合料的这种特点,笔者在文中将混合料的模量视为大、小主应力的函数.通过建立有限单元模型,并以常规试验为依托,将计算各单元的大、小主应力,进而回归出反映模量与应力关系的参数.分析结果更符合路面结构的实际受力情况,对非线性路面结构的力学分析具有一定的理论参考价值.     

加筋压筋夹层板的固有频率分析

这是ISSC的BENCHMARK研究内容.首先对没有敷设层时的计算结果与实验结果进行了比较,以验证计算模型的有效性.对两种加筋压筋夹层板结构的固有频率进行了分析.对夹心层和厚表层分别采用偏心壳单元和固体单元进行了计算,并与实验结果进行了比较.结果表明,对于夹心层无论厚薄,均为采用固体单元较适宜.最后对有无夹层处理的结构固有频率也进行了比较.     

基于参数化有限元的深潜器主框架优化设计

深潜器主框架是一个大型空间刚架结构,如何对这类复杂的工程结构进行优化,使其既满足自身的强度和刚度要求,同时又满足总体设计对主框架重量和布置的要求,这些仅仅根据经验是不够的,如何充分利用现有的大型通用有限元软件的优化设计功能显得尤为重要.本文利用现有通用大型有限元软件MSC Patran/Nastran,基于参数化设计的思想,对深潜器主框架进行了两个方面的优化设计:首先在初步设计方案的基础上,应用有限元静力分析功能,对方案进行渐进结构拓扑优化;其次,对选定的方案,分别采用可行方向法、序列线性规划法和序列二次规划法这3种优化算法对主框架进行优化,并比较各优化方法的适用性,说明了对于复杂结构存在的目标函数多峰值现象.结果表明,通过参数驱动有限元优化能够显著减轻主框架的整体重量,使材料达到最大的利用效率,具有实用意义.     

崇启大桥大节段整体吊装技术研究

崇启大桥主桥钢箱梁采用大节段整体吊装架设方法,由于梁段超长、超重,需两台大型浮吊进行抬吊。根据现场水文环境条件,对吊装设备进行选型研究;对吊重、吊高和吊幅进行严格核算;吊装中采用新型自平衡式吊索具结构形式,确保各吊点力均衡;对吊点进行优化设计,针对大节段吊装,用ansys建立大实体仿真模型进行有限元分析,确保大节段吊装时钢箱梁结构的安全性。     

旧沥青路面开裂状况对加铺层结构的影响

旧沥青路面裂缝是对加铺层使用性能及寿命造成影响的最直接原因,而现有的加铺层设计方法对此考虑较为不足。针对这种情况,建立有限元模型,设定旧沥青路面开裂宽度和深度变化范围,系统研究了旧路开裂状况对沥青加铺层结构荷载内力及温度内力的影响规律,从而为旧沥青路面加铺层设计提供参考。     

生物柴油燃烧过程中氧、氮元素的迁移历程分析

在丁酸甲酯化学反应机理的基础上,添加了详细的NOx生成机理,得到包含214种物质和1 241个基元反应方程式的生物柴油机理.运用均质零维反应器模型,计算了燃烧过程中各基元反应的ROP(Rate of production,ROP)系数,确定了影响各中间产物生成的主要基元反应方程式.通过ROP分析,阐明了生物柴油燃烧过程...     

考虑非线性因素的气缸盖刚强度分析与评估

对不同工况下气缸盖的强度和变形情况进行了研究,建立了气缸盖—气缸垫—气缸套—机体的组合体三堆实体模型,进行了网格划分及仿真分析.考虑了气缸盖与气缸垫之间接触非线性因素以及气缸垫的材料非线性因素对气缸盖刚强度的影响,在进行正常工况机械强度计算的基础上,缸内最高燃烧压力增加为18 MPa和20 MPa工况下,对气缸盖的强化...     

轿车铝合金发动机罩板的轻量化设计与可制造性分析

为了将铝合金零件的综合力学性能纳入初始设计范畴,提出了一套结构优化设计方法。通过建立某款轿车发动机罩板的有限元模型,选择铝合金材料替换原有钢材料,以罩板综合性能为约束,结合优化设计方法,考虑板材的成形性因素,基于原始钢结构空间布局进行全新设计。结果表明:铝合金罩板在满足结构性能要求和可制造性的前提下可实现减轻质量47.1%,为初始设计阶段的铝合金罩板轻量化设计提供了一套可借鉴的方法。