基于复合材料的水下耐压结构拓扑优化探究

探究基于复合材料的拓扑优化设计方法在水下耐压结构设计中的应用.本文方法是在等值线方法、SIMP(Solid Isotropic Material with Penalization)模型、灵敏度过滤技术的基础上,推导复合材料的等效刚度矩阵.通过经典桥形结构优化算例、静水压作用下的结构拓扑优化设计以及空心水下耐压结构优化设计,分析了在拓扑相关载荷作用下,复合材料对于水下耐压结构的最优拓扑形式的影响.发现复合材料与各向同性材料结构的优化结果比较相似,而复合材料的铺层方式及角度的变化可能对优化结果产生较大的影响,本文对空心耐压结构的优化结果与MIT团队提出的耐压壳概念相类似,说明复合材料的拓扑优化研究对于未来水下耐压结构的设计具有重要的参考价值及指导意义.     

基于发动机在环不同载荷对重型车排放影响研究

以某款柴油重型车为研究对象,基于发动机在环采用C-WTVC测试循环,研究不同载荷对重型车排放的影响。文章主要用C-WTVC循环分析不同载荷(10%、50%、100%、150%)循环排放量以及各路况排放对比。研究结果表明,随着载荷增加,NOx、PN、CO循环排放量增加;各载荷的NOx、CO,市区工况排放量较大,市郊工况排放较低,高速工况排放几乎为0;在150%载荷PN排放陡然增加,排放超标风险较高。     

柔性荷载下CFG桩复合地基沉降特性的数值模拟分析

根据甬台温客运专线具有代表性的断面,对影响客运专线铁路柔性基础下CFG复合地基变形的各种因素进行数值模拟分析.分析结果表明,桩身弹性模量小于3GPa时,桩身弹性模量对复合地基沉降影响较大,桩身弹性模量达到3GPa后,桩身弹性模量对复合地基沉降影响显著减小,当桩身弹性模量达到5GPa后,复合地基沉降基本不受桩身弹性模量影响;路基垫层弹性模量小于50MPa时,随着垫层弹性模量的增大,沉降量急剧减少,垫层弹性模量达到50MPa后,垫层弹性模量基本不对复合地基的沉降产生影响;下卧土层压缩模量对复合地基的沉降影响比较大.     

救生船中央月池开口部位应力集中分析

为了配合救生船潜水系统作业的需要,在船舯部设置了中央月池.该处结构复杂,应力水平较高,月池开口的存在导致了应力集中,使开口部分结构成为船体结构中的危险区域.文章采用理论计算和规范相结合的方法预报了船体外载荷,采用结构有限元分析法与光弹性试验法相结合的方法,研究了月池开口部位的主甲板和船底板处的应力分布和应力集中系数,为优化月池结构提供了依据.     

三体船连接桥结构波浪载荷研究

根据三体船船型简要分析连接桥结构波浪诱导的剖面载荷特征。以三维势流理论为基础,应用简单格林函数法对三体船在波浪中运动与载荷的时历进行仿真计算,并将时域结果转换为频域,之后对航行于北大西洋的三体船的连接桥波浪载荷进行长期预报,最终探索三体船连接桥纵向剖面的各载荷分布规律和趋势。     

山区公路隧道建设灾害预防与控制技术

以典型山区公路隧道为工程背景,对山区公路隧道在开挖施工、建设过程中所遇到的工程灾害问题进行了系统研究,并对此进行了概述.主要包括4个方面:①建立了公路隧道围岩分级的距离判别分析模型;②研制了能模拟深埋隧道围岩受力情况的组合加载装置,并利用突变理论对洞室屈曲岩爆的发生机理进行了研究;③利用有限差分软件FLAC3D,对富水地段公路隧道进行三维流固耦合分析,在此基础上提出了包括粘贴式集排水系统在内的一系列针对性很强的渗漏水控制技术,并成功地在常吉高速公路相关隧道顺利实施;④提出了推断岩土力学参数概率密度函数的新方法,并对隧道衬砌可靠度进行了相关分析.这些研究内容各自独立又紧密联系,能够在一定程度上对隧道的安全施工和长效运营提供系统的技术保障.     

生产驳船多点系泊定位系统动态响应

导出了多点系泊系统的船舶运动方程,在船舶运动方程中计入了非线性恢复力。缆索分段的三维动态方程中采用了凝集参数模型与平均切向量非线性流体动力载荷处理技术,对某生产驳船系泊问题进行了计算,对受有风、浪、流环境力的系泊船运动方程进行了数值求解,得到了随时间变化的船舶运动和系泊索动态张力,考查了缆索动力学对船舶运动和链张力的影响,并与以前未计入缆索动力影响的准静态结果进行了比较。     

超重荷载钢桥铺装结构设计与桥梁加固方案研究

交通荷载对钢桥面铺装的使用寿命有很大影响,为设计出满足超重行车荷载使用要求的钢箱梁桥面铺装,运用有限元方法分析了3种备选铺装结构在超重荷载作用下的力学性能,并进一步研究为改善铺装受力状况而采取的桥梁加固措施,为桥梁结构与桥面铺装一体化设计做出了有益的尝试。根据研究结果,推荐钢桥面采用"7.5 cm三层环氧沥青混凝土"铺装结构,并对桥梁结构采用在腹板附近加焊纵向加劲肋的方式进行加固。研究表明,增加铺装厚度以及钢桥面板局部结构的优化,可以较为明显地改善铺装的受力状况,建议钢桥结构设计与桥面铺装设计应同步、协调进行。     

板梁桥横向加固的数值分析

针对某板梁桥的病害形式,采用了翻新桥面铺装和施加横向预应力的加固技术。利用ANSYS软件对该桥加固前、后建立了有限元模型并进行了仿真分析,得出钢绞线的合理布置方式为跨中、两端支座附近各一束,共计3束,并通过分析其荷载横向分布规律证明采用横向预应力技术加固板梁桥效果显著。     

Fatigue analysis of water intake risers: Hydrodynamic damping effect and a hybrid frequency-time domain method

The fatigue performance is key to the design of water intake risers (WIRs), which is a novel concept used to convey cooling water for liquefaction of natural gas at sea. To estimate the fatigue life, it is crucial to accurately predict the response amplitude of the WIRs, which is dominated by hydrodynamic damping. In operational conditions, the motion amplitudes of WIRs are usually smaller than their diameter, and thus leading to a flow regime of KC < 5. It is found in this flow regime; the hydrodynamic damping largely depends on the motion magnitude of the risers. To consider this coupling effect, a hybrid frequency-time domain fatigue analysis method is proposed, where a nonlinear stress transfer function is adopted. The hybrid method accounts for the coupling effect between the hydrodynamic damping and the structural motion. Significantly reducing the computational cost, this method provides results as accurate as that from a time domain analysis based on the relative velocity model with a constant drag coefficient. Furthermore, recommendations for further simplification of the fatigue analysis recognizing the coupling effect are given.