气垫船碰撞冲击动力学响应三维数值模拟

基于有限元法建立气垫船碰撞数值模型,选取适合于气垫船碰撞的主从面接触算法,模拟气垫船在进、出坞时与舱口栏杆及舱壁碰撞的整个过程。由于气垫船质量与母舰相比极小,因此忽略其对母舰运动的影响,将舱壁及舱口围壁简化为刚性结构。在此基础上,分析气垫船与刚性平面及刚性曲面碰撞过程中的变形损伤、重心位移、重心速度及碰撞力的大小。分析结果表明,气垫船的碰撞过程分为弹性和塑性2个阶段,在塑性阶段产生的损伤具有局部性,且气垫船与曲面碰撞时更易产生横向摆动。

     

基于ADAMS和AMESim软件的舰艇某装置启闭建模及优化

采用液压系统驱动的舰艇某装置在完全开启时, 其盖板会与止挡板发生碰撞,并产生较大噪声。针对此问题,采用ADAMS和AMESim软件建立了该装置的参数化启闭模型,计算了其盖板在开启时与止挡板发生碰撞所受到的冲击加速度和冲击力,并与试验结果进行对比,验证了模型的准确性。在此基础上,以实现开启时该舰艇装置所受到的冲击加速度和冲击力最小化为目标,对其液压系统进行了优化设计。结果表明：该方法可明显降低该装置在开启时所受到的冲击加速度和冲击力。

     

搁浅船舶扳正过程计算方法

为了研究搁浅船舶的打捞, 计算了船舶扳正过程中搁坐力和纵倾角的变化, 分析了船舶舱室内的自由液面在搁浅船舶扳正过程中的作用。根据搁浅船舶的受力特点, 建立了其力学模型。针对传统搁坐力计算方式的缺点, 利用GHS软件模拟搁浅船舶的扳正过程, 并以某搁浅船舶为例, 求解该过程中各搁坐点的搁坐力、总搁坐力、横倾角和纵倾角。通过仿真模拟, 比较了船舶不同搁浅状态的扳正过程, 分析了搁坐点位置、吃水、船体型线和船舶重力分布对搁浅船舶受力和姿态的影响。分析结果表明: 搁坐点位置相对分散或船体吃水较深时, 船体的纵倾角变化相对较小, 变化量为其他类型的0.1%~2.0%;搁坐点关于船舯非对称产生的总搁坐力变化量相对搁坐点关于船舯对称产生的总搁坐力较小, 前者变化量为后者的35%~65%;舱室内自由液面的存在加大了搁浅船舶打捞的难度, 因此, 在制定打捞方案时应该着重考虑其影响; 施工过程中也应控制搁浅船舶翻转的速度, 避免阻碍扳正工作或对船舶产生进一步的破坏。     

水流作用下的沉管平移控制模型与优化方法

针对水流作用下的沉管平移控制问题, 在数学描述的基础上对拖轮合力、合力矩进行了分析, 统一了四象限拖轮力矩的计算公式, 构建了考虑作业拖轮数量、拖力裕量、浮运速度的沉管平移控制优化模型, 提出了基于加权对数理想点法的粒子群优化方法, 运用克拉默法则进行拖力大小和角度的约束处理, 通过港珠澳大桥岛隧工程沉管隧道管节浮运控制算例进行仿真。仿真结果表明: 拖轮总数量为6艘时, 涨潮流情况下所得浮运速度为4.770 kn, 适应度为0.720, 作业拖轮数量为3艘, 拖力裕量乘积为2.693×10²⁰ kN⁶; 落潮流情况下所得浮运速度为1.750 kn, 适应度为3.042, 作业拖轮数量为5艘, 拖力裕量乘积为3.352×10¹⁹ kN⁶。可见, 本文提出的模型和方法具有较强的适用性, 适应度较优, 作业拖轮数量较小, 拖力裕量与浮运速度较大。     

船舶尾轴机械密封面形状对密封性能的影响

针对船舶轴系轴线弯曲、轴系不对中、尾轴承磨损、螺旋桨水动力等多种因素导致的船舶尾轴机械密封性能不稳定问题, 应用经验公式与ANSYS有限元法, 研究了球面与平面2种密封面形状对密封性能的影响规律。在水深为200、400、600 m情况下, 分别建立了球面与平面密封面的热-结构耦合模型, 比较了2种机械密封的密封面接触面积、泄漏量、密封准数与单位面积摩擦功, 分析了2种机械密封面形状对变形、接触压力与温度等关键参数的影响规律。研究结果表明: 相同水深下, 球面密封的间隙区域与最大间隙均小于平面密封, 球面密封接触压力变化较平面密封平缓, 其最大接触压力仅为平面密封的40%~50%;随水深的增加, 2种密封面的接触压力、温度与变形均增大, 密封面的接触区域缩小, 间隙区域不断扩大; 当水深由200 m增加到600 m时, 球面密封的接触节点由10个减少为6个, 平面密封的接触节点由7个减少为4个; 当水深为200 m时, 球面密封面的最高温度比平面密封面低5.499℃; 球面密封的接触面积、泄漏量、密封准数与单位面积摩擦功均优于平面密封。可见, 球形密封能够提高船舶尾轴机械密封性能。     

汽车塑料保险杠面漆前处理工艺分析

近年来,随着人们生活水平的提高,汽车已经逐渐普及,成为人们出行的重要交通工具,给人们的生活带来了极大的便捷性。汽车保险杠是汽车的重要组成部分,但是对于汽车塑料保险杠面漆前处理工艺还不够成熟。笔者结合多年的工作经验,对汽车塑料保险杠面漆前处理工艺进行分析,以期能够改进汽车塑料保险杠面漆前处理工艺。     

汽车侧翻和滚翻事故建模研究

分析汽车在侧翻和滚翻过程中的受力状态和轮胎或车身与路面的相互作用方式,建立汽车侧翻和滚翻的运动学和动力学模型,揭示汽车临界侧翻碰撞力与持续作用时间等参数的关系,推导侧翻车辆侧向速度的范围,确定滚筒模型中关键参数的选取方法。事故案例表明模型在实际应用中效果良好、定量准确、直观性强。     

缸盖螺栓断裂失效的分析

分析了断裂缸盖螺栓的化学成分、金相组织、宏观及微观断口形貌,以及力学性能和螺栓装配受力情况,分析结果表明,由于缸盖螺栓表面存在硬化层而且外观质量不佳,螺栓发生脆性断裂,造成了发动机冲缸垫故障,并提出了改进措施。     

带自由液面有限长圆柱绕流数值模拟

[目的]为了探究自由液面及自由端对典型钝体绕流问题的影响,对带自由液面的有限长圆柱绕流进行研究。[方法]基于延时分离涡模拟（DDES）技术和分段线性界面重构（PLIC）方法,利用自主开发的naoe-FOAM-SJTU求解器开展数值模拟。[结果]结果显示,自由液面和自由端的存在增大了局部位置的升、阻力,推迟了圆柱表面流动分离的发生;相较于深吃水位置,自由液面附近流向的速度“恢复”延缓,横向的速度呈向外运动的趋势;自由液面的变形产生了大量细碎的漩涡,自由端的卷拧状漩涡在一定程度上抑制了卡门涡街的发展。[结论]研究表明,目前采用的数值方法能够准确捕捉复杂流场,同时,自由液面和自由端的存在将显著改变流场沿吃水方向的分布。     

地铁十字换乘车站预留换乘节点的结构计算分析

十字换乘地铁车站预留换乘节点的结构受力复杂,采用有限元程序建立空间计算模型,分析预留换乘车站节点范围的梁、板、柱内力,找到应力集中部位,为设计提供理论依据,保证车站结构的安全。