Towards a unified methodology for the simulation of rupture in collision and grounding of ships

The aim of the work is the definition of a procedure for the numerical simulation of the response of ship structures under accidental loading conditions, which suffer various different modes of failure, such as tension, bending, tearing and crushing and in particular to investigate the effect of material modeling, i.e. material curve and rupture criterion as well as mesh size and strain rate effect on the results. To this end, different material models and simulation techniques were used for the simulation of eighteen indentation tests conducted by different research groups. The simulations were performed using the explicit finite element code ABAQUS 6.10-2. The tests refer to the quasi-static and dynamic transverse and in-plane loading of various thin walled structures which represent parts of a ship structure. Three rupture criteria are incorporated into VUMAT subroutine, which interacts with the explicit finite element code and refers to an isotropic hardening material that follows the J₂ flow theory assuming plane stress conditions, in order to investigate the prediction and propagation of rupture. The focus is on investigating whether it is possible to define a unified methodology, which is appropriate for the simulation of all different tests. Consistency in the numerical results is observed with the use of an equivalent plastic strain criterion, in which formulation a cutoff value for triaxialities below −1/3 is included.     

Mold EX-Press软件在“塑料模具设计”课程教学中的作用

随着计算机的高速发展,网络技术已成为教学的重要手段。通过介绍Mold EX-Press软件的功能,结合"塑料模具设计"课程的各教学模块,分析该软件在提高学生设计能力、对模具的各组成部分教学的作用,提高了教学效果。     

基桩声测管的管材选用述评

目前,大多数基桩完整性检测需使用钢管,而钢铁矿产资源的过重开采以及节能减排的建筑环境,不得不淘汰一些高耗能行业的金属管材。通过分析钢管的使用现状和塑料管的性能,选用合适的非金属管材,来替代目前广泛应用的钢质声测管。新型复合材料塑料管的创新与设想,对节约工程建设成本、提高社会经济效益非常重要。     

砾类土在循环荷载作用下的变形影响因素试验研究

砾类土是新疆铁路和公路常用的路基填料,为了控制和减小砾类土路基的沉降,首先需要明确各因素对该类路基在循环荷载作用下的变形影响规律。通过动三轴试验研究围压、初始静偏应力、循环荷载作用频率、循环荷载大小和固结比对砾类土累计塑性变形的影响规律,得出其累计塑性应变随着初始静偏应力、循环荷载大小的增加而增大,随着围压、荷载作用频率和固结比增加而减小。同时计算各影响因素对累计塑形应变的极差,得出影响因素对累计塑形应变影响的大小。在路基施工时,可以通过提高路基的围压,同时使路基充分固结来减小路基的营运沉降。提出一种针对砾类土应变较小时的塑性累计变形模型,并验证模型的正确性,可为新疆砾类土路基的设计和施工提供参考。     

材料性能和压入深度对球压痕堆积/沉陷的影响

压痕硬度受材料堆积/沉陷影响明显,通过有限元仿真技术分析了材料性能和压入深度对堆积/沉陷的影响,结果表明,随着弹性模量与屈服强度比、压入深度增加或硬化指数减小,材料的沉陷量减小而堆积量增加;当弹性模量与屈服强度比相对较小时,堆积/沉陷受硬化指数的影响较明显。根据建立的等效应变与材料堆积/沉陷的拟合函数关系,可以判断压痕过程的堆积/沉陷状态,从而对计算得到的压痕硬度的准确性进行评判。     

高速公路改扩建工程中的路面结构层设计

通过对津滨高速公路的调研,根据2009年检测的路面弯沉资料、路面结构层钻心成果和实地考察,对路面结构的改造制定出一套方案,并提出一种计算旧路补强时旧路路面计算弯沉值的方法。     

基于动态参数的新型半刚性沥青混凝土路面结构力学分析

基于弹性层状体系理论,借助大型有限元软件ABAQUS建立了新型半刚性路面结构三维有限元模型,引入铺面材料动态模量参数,并编写了UTRACLOAD和DLOAD用户子程序,研究不同车速以及连续变速下的路面结构动力响应,与基于静态参数的路面结构力学响应进行了对比;并分析了特定车速下新型半刚性路面结构与传统路面结构各力学性能指标的差异.结果表明;车速对路面结构各动力响应值的影响较小;车辆在连续变速时,路面结构上中面层受到了更为不利的剪应力作用;相比于静态模量,采用动态模量分析的半刚性基层层底拉应变减小,而沥青混凝土上面层剪应力水平增加;新型半剐性路面结构能有效降低交叉口路段车辙情况发生的几率,提高其抗永久变形能力.     

岩沥青改性高模量沥青碎石性能及应用研究

根据埃塞俄比亚Addis Ababa至Adama高速公路区域的气候特点,拟采用高模量沥青碎石(HMAM)作为该项目路面结构的基层.为确保项目质量,研究了岩沥青改性沥青的针入度、延度、软化点三大指标,采用动态流变剪切仪研究了改性沥青的抗车辙因子和抗疲劳因子.通过分析不同岩沥青掺量下沥青的性能变化,确定了岩沥青的最佳掺量.研究了岩沥青改性HMAM的动态模量、抗压回弹模量、高温稳定性、水稳定性和抗疲劳性能.结果表明,岩沥青改性高模量沥青碎石具有良好的力学性能和路用性能,用作路面结构基层不仅可以减小路面厚度,而且可以大大提高路面的品质和寿命,最终在该项目中推广应用.     

沥青路面阻尼特征参数及路表动态弯沉盆分布特征研究

为解决沥青路面模量参数反演时有效动态理论弯沉盆数据获取问题,采用动力有限元数值分析方法,探讨了结构层材料阻尼参数的计算求解方法,建立了路基阻尼参数的预估分析模型,考察了测试荷载的动力效应以及层间非连续接触行为对路表动态弯沉盆的影响规律。研究结果表明:路基阻尼参数是影响路表动态弯沉分布的重要因素,并受路基模量的影响最为显著,而其他路面结构层参数对其影响可以忽略不计;FWD动静荷载作用下沥青路面路表弯沉盆的分布规律明显不同,相同的路面结构层间接触状态不同,路表弯沉盆的分布规律也存在着明显的差异;有效的结构层模量参数反演分析应充分考虑FWD测试设备的动力特性,以及路面层间实际接触条件。     

不同湿度粘性路基土动态回弹预估研究

研究以滤纸法测量了粘性路基土基质吸力,获得了土水特性曲线。通过动三轴试验,研究了不同含水量下粘性路基土动态回弹模量,并于试验后以滤纸法测量土样的基质吸力,并探讨了粘性路基土动态回弹模量与基质吸力的关系。研究表明,粘性路基土动态回弹模量随循环偏应力和含水量的增大而减小,随基质吸力的增大而增大。鉴于动态回弹模量是偏应力和体应力的函数,在现有偏应力和体应力为变量的三参数复合模型基础上引人基质吸力的影响,进而提出综合反映湿度和应力状态的动态回弹模量预估模型。通过对试验数据进行回归分析,结果表明所选模型具有较高的决定系,证明所选综合考虑应力和湿度影响的模型具有较高的合理性与可靠性。模型的建立,不仅为南方多雨地区评价路基土在环境和交通荷载作用下长期性能提供了依据,也为基于动力学的路面结构设计提供了参数。