基于拓扑优化的油船货舱结构设计研究

研究油船货舱结构拓扑优化设计和普通构件级结构拓扑优化设计的不同点:如设计变量数目多、约束条件多、计算工况多以及计算工况之间应变能差异等。为使普通计算机也能运行舱段结构拓扑优化计算并得到清晰拓扑构型的结果,有必要对舱段拓扑优化设计的优化对象、单元类型、初始板厚、工具方法、约束条件、体积分数、工况加权权值等主要控制参数进行研究。文中给出工程上适用的舱段拓扑优化基结构建模方法和计算方法,并以某一单纵舱壁型VLCC为例,分别采用SIMP法和BESO法给出舱段主要支撑结构拓扑优化的清晰构型。     

船闸人字闸门浮箱的设置方法

大型船闸人字闸门通常设置浮箱以改善顶底枢运转件的受力状态,降低门头下垂量。在同等浮力下,先对比矩形、U型、⊥型、L型、J型、T型、Π型等7种不同形式的浮箱,分析顶底枢支反力、门头下垂量、固有频率、通气路径等特性,给出相对合理的浮箱结构形式;在此基础上,再对比1层、1层半、2层、3层、4层等5种不同浮力大小的浮箱,分析并给出相对合理的浮箱浮力控制范围。     

“十三五”期全国沿海港口发展思路

回顾“十二五”期全国沿海港口建设、运营情况,总结沿海港口发展的阶段性特征,结合我国经济社会总体发展形势,研判“十三五”期沿海港口发展方向并预测吞吐量发展规模,并在此基础上,提出“十三五”期沿海港口发展思路。     

超大型桩定位式抓斗挖泥船结构强度研究

目前国内对于超大型抓斗挖泥船的产业化开发程度较低,技术理论研究也较为有限.这类船型通常布置有定位桩与大型抓斗机,与自升式平台不同,作业时船体仍半浮于水中,承受恶劣海况下的波流载荷作用,作业载荷比较复杂.通过对该类船型作业方式及工作环境进行分析研究,推导并建立超大型抓斗船在较为恶劣海况下进行半抬船作业时的载荷计算模型;随后以1艘200 m2超大型抓斗挖泥船三舱段结构为例,对其结构强度进行评估,探讨其在作业工况下的最危险状态,并对抓斗船固桩区结构作优化.研究结果为该类超大型桩定位式挖泥船结构强度评估提供参考.     

闭口薄壁杆件翘曲函数的研究

本文分析了闭口薄壁杆件的扭转翘曲和畸变翘曲之间的关系,给出用一个或两个函 数来表达这两种翘曲的判别条件。文中还着重讨论了扭转和畸变翘曲函数分别与扭 转角和崎变角之间的关系,指出不能用后两者的一阶导函数来代替前两者.为正确选 用翘曲函数提供了理论依据。      

大跨度拱桥几何非线性稳定分析

本文采用混合分析法进行空间组合结构施工阶段的几何非线性稳定计算。本方法既 体现有限元方法处理间题的方便性,又反映了结构稳定理论在实际工程中切实可行 的应用。算例表明,本方法是此类空间结构稳定分析的一种有效方法.      

小轴向力影响下的弹性介质中的梁

本文从弹性介质中梁的微分方程出发,导出了小物向力及无轴向力时该梁的刚度矩阵及固端力的表达式,并将这一结果应用于结构矩阵分析。      

装配式车站结构纵向张拉力影响因素及控制研究

装配式车站先后在长春、青岛、深圳等地得到了广泛应用,装配式车站的接缝宽度是决定其拼装质量及防水效果的重要因素。为了进一步提高装配式车站的拼装质量,更好地控制装配式车站的接缝宽度,以深圳地铁装配式车站设计方案为例,重点分析影响装配式车站纵向张拉力的影响因素及控制方法。分析结果表明：影响装配式车站纵向张拉力的因素主要有张拉点位的布置、弹性密封垫橡胶材料的硬度、构件与接触体的摩擦力以及张拉过程中构件的施工姿态。橡胶密封垫的硬度是纵向张拉力的主要影响因素,应根据橡胶密封垫的硬度采用不同的张拉力控制值,以达到接缝要求的控制宽度;纵向张拉点位对橡胶密封垫的压紧均匀程度影响较大,在长大构件中纵向张拉点位间距在4.3～6 m之间,可有效控制沿纵向长度方向密封垫的压缩量差在1 mm以内;侧墙构件以及拱顶构件在吊具没有完全卸载的情况下张拉,可有效减少构件平动对接触防水密封垫的影响,同时有利于构件张拉到位;通过对施工现场纵向张拉力的监测,每环的张拉力并非定值,多分布于295～310kN,侧墙、顶板构件的张拉力略大于底板构件的张拉力。     

长江白茆沙航道整治技术

在长江南京以下12.5 m深水航道一期工程白茆沙整治工程中,为实现“遏制不利趋势、改善航道条件”的整治目标,通过河床演变分析、数学模型计算、物理模型试验等途径确定了整治方案。通过多方案比选,项目采用软体排作为护底结构、抛石斜坡堤和构件堤作为导流结构的工程措施,研发一种新型护滩结构——主动式钩连体,并在工程中得到应用。     

基于有限元的整船结构多学科设计优化

目前在同时考虑舰船水动力性能和结构性能的多学科设计优化模型中,水动力性能和结构性能的预报通常只能采用精度较低的经验公式。为了提高多学科设计优化模型的计算精度,必须要实现的技术就是将舰船水动力性能预报依赖于CFD的分析和将结构性能预报依赖于有限元的分析。重点研究了在多学科设计优化框架中集成有限元软件进行结构优化的技术。首先以一个简单的耐压圆柱壳为例子,介绍了iSIGHT调用Ansys进行包括参数化建模在内的结构优化的流程。然后对某船的整船有限元分析模型进行了整船结构优化研究。由于该船的整船结构有限元模型包含202个板和梁的属性,优化模型的设计变量很多,超出了目前很多优化算法的使用范围。在经过了多种优化算法的比较后,最终得到了优化解,实现了基于有限元的整船结构多学科设计优化。