3 000 t海上运架梁专用起重船结构设计

简要阐述了3 000 t海上运架梁专用起重船的结构设计难点以及通过以有限元计算解决常规设计所不能解决的难点。     

正交异性组合桥面构造优化

正交异性组合桥面由于其较好的抗疲劳性能和静力承载能力、相对较轻的自重近年来在实际工程中得到较多应用。正交异性组合桥面通常由正交异性钢板和混凝土层组成,在加入混凝土层后结构刚度发生较大变化,若正交异性板仍采用传统正交异性钢桥面的构造形式将会造成不必要的钢材用量和焊接量增加。采用遗传算法,以单位面积造价最小为目标,结合现有规范考虑了构造约束和承载能力约束两类约束条件,采用两种应力控制方案,对不同桥面板跨度和混凝土厚度的正交异性组合桥面的构造进行优化。同时解决了构造改变导致荷载分配改变对承载能力分析造成的影响。优化结果表明,桥面跨度4.5m时,与未优化组合桥面相比,优化方案用钢量可降低1.7%~10.1%,焊接量可降低16.5%~31.8%。     

沥青砂浆中油砂比的确定方法

沥青混合料是目前工程领域使用较为广泛的一种路面材料,其配合比是影响其性能和使用状况的一个关键性的指标,所以,对于沥青混合料而言,配合比的确定至关重要。与之类似的沥青砂浆,其配合比应该怎么确定,一直是困难的问题。文章根据现在工程中所使用的沥青混合料的配合比,通过相同骨料表面积包裹相同数量的沥青的原理来计算沥青砂浆的油砂比,旨在类比沥青混合料的配合比计算方法,得出适用于沥青砂浆的配合比计算方法,以服务工程实践。     

考虑沥青路面材料参数空间差异性的解析计算及影响分析

复杂服役环境下沥青路面的材料参数存在明显的空间差异性,具体表现为沿深度的模量梯度分布与非连续层间接触以及横观各向同性,实现其解析计算对现有的沥青路面力学响应分析及结构设计方法具有重要的参考价值。为此,从弹性力学基本方程出发,基于状态空间法,推导了具有指数模量梯度的横观各向同性弹性层状体系通解;在此基础上,基于波传递方法,将状态向量转换为波向量,并结合边界条件和层间条件,建立了考虑沥青路面材料参数差异性的多层路面结构解析解;然后借助MATLAB平台编制了数值计算程序,采用文献对比、BISAR程序以及有限元软件ABAQUS验证了该解析解的精度与效率;最后结合典型数值算例,阐述了该解析解在沥青Top-Down开裂和传统路面疲劳损伤分析中的应用。理论推导和数值计算结果表明：该解析解摆脱了弹性力学问题求解对应力函数的依赖性,并且借助波传播方法,避免了求解中正指数过大对求解精度的影响,并使得边界条件和不同层间接触关系的描述更加便捷;沥青路面材料参数的空间差异性不可忽视,沥青面层连续模量梯度会造成更大的路表拉应力和最大剪应力,进而加剧沥青路面的Top-Down开裂;而横观各向同性和层间接触状态间存在耦合效应,从而会加剧沥青路面的疲劳损伤。     

带缺陷隧道底板结构空气耦合冲击回波响应特性研究

针对隧道底板中空腔、含水、裂缝等结构内部损伤情况,为提高传统接触式冲击回波方法的检测效率,从气-固耦合的角度出发,以空气作为底板结构与检测系统之间应力波传播的耦合介质,开展隧道底板结构内部缺陷的空气耦合冲击回波响应特性研究。研究结果表明： 1）采用空气耦合冲击回波的方法确定的底板结构内部缺陷深度与缺陷理论深度值基本吻合; 2）检测系统的精度与缺陷尺寸及深度有关,随着缺陷尺寸的减小及深度增加,检测精度逐渐降低; 3）空气耦合冲击回波方法对空腔和含水缺陷的检测效果优于裂缝缺陷检测效果。     

高速公路加铺热拌超薄磨耗层级配设计研究

热拌超薄磨耗层是公路预防性养护的有效技术之一,基于某高速超薄磨耗层预防性养护工程,对不同级配进行路用性能试验研究。结果表明,不同级配混合料孔隙率随着2.36 mm筛孔通过率的增加而降低,细集料和矿粉均会填充混合料孔隙而且矿粉的填充效果为细集料的3倍。随着超薄磨耗层级配由粗变密,混合料马歇尔稳定度增加,肯塔堡飞散损失降低,疲劳寿命下降,采用矿粉作为填料的混合料性能显著优于细集料。相关性分析结果表明,超薄磨耗层混合料马歇尔稳定度,飞散损失以及疲劳性能与孔隙率存在较好的相关性,TSR结果与沥青膜厚度存在较好的相关性。超薄磨耗层的设计需要充分考虑孔隙率与沥青膜厚度指标。     

Simplified buckling-and-contact-based expansion method for assessment of crashworthiness of double-hulled ship structure

Ship-to-ship collision events can have severe consequences such as loss of life and environmental degradation. For this reason, modern ship designs are required to incorporate a double-hulled structure to prevent inner-hull damage from such events. Using the experimental or numerical method to analyze the crashworthiness of double-hulled ship structures entails much effort, for which reason neither method is easy to adopt at the early design stage. In this paper, an existing simplified method called Ito's method is improved by a new buckling-and-contact-based expansion method. This method can be applied to double-hulled-structure or outer-hull-local-rupture failure mode. The perpendicular bow-to-side collision scenario is assumed for a conservative estimation of damage to a double-hulled structure. The method was verified in the present study by numerical ship collision simulations of several cases. The results for the buckling-and-contact-based expansion method and numerical simulation were similar for a blunt shape of striking body but different for a sharp shape.     

桁拖渔船主吊杆及主桅支撑结构强度分析

为分析桁拖渔船舷外起网至船内卸网过程中船体结构应力的变化情况并提出渔船主桅的设计安装注意事项,参照《船舶与海上设施起重设备规范(2007)》和《钢质国内海洋渔船建造规范(2019)》,采用MSC.Patran分别建立38 m钢质桁拖渔船主吊杆及主桅支撑等结构的有限元模型,在考虑主吊杆本身质量、风载等载荷和渔船作业工况横纵倾的情况下,对主吊杆进行典型工况下的结构强度分析并读取其与主桅连接点的约束反力并加载至相应模型中,进而对渔船主桅支撑结构的结构强度进行分析。结果表明:在各工况下吊杆及主桅构件结构应力强度满足规范要求,同时单根钢丝绳受力时的主吊杆应力明显大于两根钢丝绳受力时的应力。     

基于ANN的船舶撞击高桩码头群桩损伤位置预测

本文采用有限元软件ABAQUS建立了船舶撞击高桩码头群桩的空间有限元模型。通过计算评估了撞击力、桩体刚度、撞击位置和撞击角度下对群桩结构损伤位置的影响。基于人工神经网络(ANN)方法,对不同参数组合下的群桩结构损伤位置进行了预测,并对ANN方法的可行性进行了评估。     

基于ANSYS的三通道储罐结构加固及修复技术

以一台三通道储罐为分析对象,此储罐在轻微压力环境下即发生了局部开裂。以ANSYS有限元方法为基础,通过在内部合理布置T型钢加强筋的方式进行结构加固。并在确保结构强度的前提下,计算出了板制T型钢厚度的最优解。自加固修复后,此三通道储罐已安全运行2 a以上,这种基于ANSYS的结构加固及修复技术,体现了良好的工程实用性和经济性。