张力对接触网系统风振响应影响的风洞试验研究

接触线和承力索的张力对接触网系统的风振响应有重要的影响,为此进行了气弹模型风洞试验. 以实际铁路工程为背景,根据接触网系统的设计要求,按照气动弹性相似理论制作了接触网系统的5柱4跨模型,并根据接触线、承力索张力的4种组合情况进行了气动弹性模型风洞试验,得到了支柱、腕臂结构及接触线上的加速度和位移响应,研究了在紊流场下结构的风振响应特征. 试验结果表明,接触线与承力索张力越大,接触线自振频率越大,且其风偏越小;腕臂及支柱结构受张力影响较小;接触网系统为风敏感结构,提高接触线、承力索张力可有效控制风偏.      

基于桩网路堤简化分析方法的参数研究

为研究桩网路堤各影响参数对其传力机制与变形特性的影响,通过理论推导得出了桩网路堤简化分析方法,采用该方法对桩网路堤进行参数分析. 首先,综合考虑路堤填土土拱效应、地基支承作用和土工格栅效应,采用抛物线方程描述土工格栅变形,推导得到了针对正方形布桩型式的桩网路堤的分析方法;其次,通过与现场试验和目前主流设计方法对比分析,验证了本文计算方法结果可靠、计算过程简便;最后,采用该理论方法针对路堤高度、土工格栅刚度、地基软土厚度、软土模量对格栅张力、地基最大沉降和应力集中比的影响规律进行系统分析,在此基础上,引入非重复性二次方差分析对各参数的影响程度进行了量化对比. 研究结果表明:格栅张力与路堤填高、格栅刚度、地基软土厚度成正相关关系,与软土模量成负相关关系;地基沉降与路堤高度、软土厚度成正相关关系,与格栅刚度、地基软土模量成负相关关系;应力集中比与路堤高度、格栅刚度、地基软土厚度成正相关关系,与地基软土模量成负相关关系;降低地基软土厚度和增大软土模量是保证土工格栅正常工作情况下尽可能增大应力集中比的有效手段;缩小桩间距或采用大桩帽,其优化效果好于提高格栅抗拉刚度.      

底浮箱式防波堤消浪性能、锚链张力及运动轨迹的试验研究

通过物理模型试验,底浮箱式防波堤在定水深和锚碇固位,受规则波、水流作用下,对浮堤的运动状态进行试验研究。对在波浪单独作用和波、流共同作用时,浮堤的消浪性能和锚链张力进行比较性试验,并对浮堤在波浪单独作用下的运动轨迹进行描述。试验结果表明,波浪单独作用的浮堤消浪效果好于波、流共同存在时;锚链张力的变化趋势基本相同;由于浮堤的堤宽与波长相比仅是1/6~1/3,浮堤两弦之间的相位差仅为(1/3～1/1.6)π,因此,浮堤的摇摆角度并不大。     

采用表界面张力理论解析油石粘附效果影响因素

基于材料固-液粘附表界面张力基本理论,采用沥青与矿料界面上的粘附功表征二者粘附效果,分析影响油石粘附效果的影响因素,对盘锦#90沥青,SBS,SEBS,SEAM改性沥青,在不同条件下的表面张力及沥青与花岗岩、玄武岩、石灰岩矿料在不同条件下的接触角进行测试,并对粘附功进行计算。结果表明:混合料制备温度升高,沥青的表面张力降低,油石粘附效果降低;矿料含水或者矿料表面存在浮尘污染后,沥青与矿料的接触角增大,油石粘附效果显著降低;SEBS改性沥青的表面张力最大,沥青与石灰岩矿料的接触角最小;SEBS改性沥青与石灰岩矿料在160℃条件下粘附功最大,油石粘附效果最优。     

一种新型附加稳定链锚泊系统的静动力特性分析

本文提出了一种附加稳定链的新型锚泊系统,基于向量式有限元法建立其动力学分析模型,并与传统锚泊系统特性进行对比。向量式有限元法建模机理是将系泊缆索离散为有限数量质点集合,采用空间杆单元模拟质点间的运动,不需要集成刚度矩阵和迭代求解控制方程,为复杂结构行为分析带来方便。采用稳定链替代重块在锚泊系统上的作用,对比不同长度、质量稳定链对锚泊系统特性的影响,在此基础上对传统张紧式、附加重块、附加稳定链三种模型的形态、张力值和松弛—张紧状况进行深入研究。结果表明：向量式有限元法与传统建模方法在位型确定和张力分析方面吻合度极高;稳定链可以减缓拉力提升角度和垂向锚固力,起到降低顶部张力并限制海床接触风险的作用,一定程度延长了整体系统的运行寿命,提高了经济效益。     

超大型矿船在上海宝山北锚地抛锚方法浅析

超大型矿船船舶尺寸大、吃水大、惯性大,受潮流等环境因素影响也大,加上上海港宝山北锚地水域狭窄,安全抛锚令人关注.在长期引航实践的基础上,结合分析Cape size级超大型矿船的操纵特性,讨论如何保证其在宝山北锚地安全抛锚.     

基于有限元方法的张力腿式平台结构强度分析

为校核某张力腿(TLP)式钻井平台结构强度、保障其安全性，采用SESAM软件的GeniE模块建立张力腿平台的有限元模型，并对平台在千年一遇和一年一遇2种典型环境载荷下下浮体与立柱连接处、立柱与甲板连接处、立柱与筋腱连接处这3处高应力区域进行应力分析，最后结合API规范对平台关键节点的屈服强度和屈曲强度进行校核。研究结果表明：目标平台的结构强度满足规范要求。     

基于锚链可靠性的深水半潜平台设定点追踪控制

装备锚泊辅助动力定位系统的半潜平台运动控制主要目标，是将船舶保持在距离目标位置较小的半径内，同时防止系泊缆发生失效。该文将设定点追踪控制方法应用于配备锚泊辅助动力定位系统的半潜平台，以确保系泊缆的可靠性。根据结构可靠度指数和动态权重系数，建立系泊缆张力的能耗方程，通过求解能耗方程在线计算最优设定点；并基于该方法设计了定位系统控制器，通过时域耦合数值模拟对该方法进行验证与对比。结果表明，在控制参数相同的情况下，文中提出的设定点追踪控制方法可以使系泊缆的可靠度指数保持在相对较高的水平，提高定位精度的同时降低系泊缆张力动态响应幅度。该方法将有助于推动锚泊辅助动力定位系统在半潜平台上的进一步工程应用。     

驳船港内防台风系泊方案研究

基于时域耦合模型，采用数值分析方法研究了驳船港内防台风系泊的可行性问题。考虑缆绳和护舷的非线性特性，针对不同的系缆布置方案，分析了船舶、系泊缆绳与护舷耦合系统的动力响应特性，为防台风系缆布置推荐了合理可行的布置方案，并讨论了不同预张力的缆绳荷载的影响规律。计算结果表明：当缆绳数量增加至16根采用422系泊方案布置时，可满足给定台风条件下的系泊安全。研究结果同时表明，缆绳荷载并未随着预张力的增大而一直降低，而是有先降低后增大的趋势，在进行系泊操作时，需要选取合理的预张力。     

正向规则波作用下悬浮隧道时域全局动力分析

应用Morison方程和有限元法，将悬浮隧道管体假定为与岸坡固定的Euler-Bernoulli梁结构，通过将锚索与悬浮隧道管体、海底平面铰接，实现了锚索、悬浮隧道管体以及岸坡三者之间的动力学耦合，将线性波浪理论应用于Morison方程计算波浪荷载，在时域内采用Newmark-β隐式时间积分法迭代求解悬浮隧道的运动控制方程，进而构建了水下悬浮隧道的三维动力学耦合数值模型。研究结果表明：在长周期波主导的海域，适当增大水平方向的系泊刚度，将有利于控制悬浮隧道整体的位移幅值；隧道近岸处的锚索由于边界条件的影响，在波浪条件下将承受更大的张力，工程中应适当增加或加粗近岸端部锚索，排除安全隐患；悬浮隧道的锚索布置间距宜固定在250～300 m的范围内。