岛礁波浪环境下浮式结构物的动响应预报

中国南海海洋岛礁往往都环绕着宽度数百到数千米、水深很浅的珊瑚礁盘,这些礁盘不仅具有丰富的渔业和旅游资源,而且发挥着消波、护岛的重要作用。为开发海洋资源,可以在岛礁附近布设各种浮体结构物,作为海洋开发、渔业生产、环境旅游等综合保障基地。对于岛礁附近的浮式结构物,其动响应特征必将受到周围复杂的近岛礁海洋环境的影响。文章采用缓坡方程考虑近岛礁波浪环境影响,以半潜式平台为研究对象,开创性地提出了一种工程简化计算方法,用于预报岛礁附近浮式结构物在波浪中的运动与载荷响应,为后续岛礁中型浮体的设计和安全性评估提供了分析手段。     

复杂载荷历程下局部应力—应变响应模拟及循环计数方法研究

用局部应力—应变法预测疲劳寿命的关键是危险点局部应力—应变响应的确定和循环计数。工程上常用Neuber法或修正Neuber法近似计算局部应力—应变响应。本文对Neuber法进行了改进,改进后的方法避免了对每一名义应力变程都需要建立新的坐标原点和解非线性方程组的繁琐计算,能够保证足够精度,程序简单,计算速度快,尤其适合大样本复杂载荷历程下的疲劳寿命预测。     

基于动态模量的沥青路面力学响应分析

实测了某柔性基层沥青路面试验段各层沥青混合料在不同温度和荷载作用频率下的动态模量,利用时间-温度转化原理得到了各自的动态模量主曲线和时间-温度转化因子,并结合路面结构内的实测温度和较成熟的荷载频率预测方法,分析了路面结构内温度和荷载频率的变化对沥青混凝土力学参数的影响。在此基础上进行了基于动态模量的沥青路面力学响应分析,并将分析结果与采用我国规范中的抗压回弹模量得到的结果进行了比较分析。采用动态模量的方法可以考虑路面结构内温度和荷载频率对路面力学响应的影响,从而使分析结果更加科学合理。     

Time-domain numerical and experimental analysis of hydroelastic response of a very large floating structure edged with a pair of submerged horizontal plates

This paper is concerned with the hydroelastic problem of a pontoon-type, very large floating structure (VLFS) edged with the perforated plates, non-perforated plates or their combination anti-motion device both numerically and experimentally. A direct time domain modal expansion method, taking amount of the time domain Kelvin sources in hydrodynamic forces, in which the fluid flows across the perforated anti-motion plate by applying the Darcy's law, is applied to the fluid–structure interaction problem. A quarter of numerical model is built based on the symmetry of flow field and structure in hydrodynamic forces, and special care is paid to the rapid and accurate evaluation of time domain free-surface Green functions and its spatial derivatives in finite water depth by using interpolation–tabulation method. Using the developed numerical tools and the model tests conducted in a wave basin, the response-reduction efficiency of the perforated plates is systematically assessed for various wave and anti-motion plate parameters, such as plate width, porosity and submergence depth. As a result of the parametric study, the porosity 0.11 is selected as the optimal porosity, and the relationship between the porosity and the porous parameter is developed by using the least-squares fitting scheme. After simulation and verification, the dual anti-motion plates which are the perforated-impermeable-plate combination attached to the fore-end and back-end of the VLFS, are designed for more wave energy dissipation and added damping. Considering variation of the water depths in offshore, discussion on the effectiveness of these anti-motion devices at different water depths is highlighted.     

江海直达船鞭击振动分析

对江海直达船首部砰击引起的鞭击振动进行了仿真分析,采用瞬态动力学模态分析法,计算过程中考虑附连水的作用。分析参数有砰击压力峰值和连续砰击次数,对比分析仿真结果,得出不同压力峰值和连续砰击次数的影响规律。     

基于辛积分法的复合材料层合板的应力分析(英文)

文章介绍了线弹性体的修正H-R变分原理,并建立了矩形单元的可分型正则方程。然后在辛差分格式的基础上应用显式辛格式得到了单层板的可分型正则控制方程,并应用了多尺度迭代技术以获得高精度的数值解。最后基于层间的应力及位移协调性条件,通过几个层合板静力响应的数值实验证明了文中方法的显著优点。     

重复荷载作用下高液限粘土路基永久变形特性分析

重复荷载作用下高液限粘土路基的永久变形对道路正常运行有较大影响。结合FALC3D软件,建立高液限粘土（路堤）及其水泥改良土（路床）的路基弹塑性本构模型,分析路基在不连续半正弦波荷载下产生的动力响应。分析结果表明：在重复荷载作用下土体的永久变形逐渐累积,随着加载次数增加,初始屈服面不断增大,最后趋近于最大加载面;在重复荷载作用下,土体变形在荷载作用初期变形较大,随着荷载重复次数的增加,变形速率逐渐减小;水泥改良后的高液限粘土路床具有抵抗变形能力。该研究对于高液限粘土地区的高速公路建设具有重要的理论意义和实际价值。     

柔性连接装置约束下的相邻浮体动力响应分析

许多海上工程作业中会出现两个或多个浮体相邻作业的情形,如海洋平台组块双船浮托安装等.在波浪作用下,相邻多浮体会发生水动力干扰现象,在特定条件下引起强烈的间隙共振,产生的巨大波浪力会对浮体造成破坏.相邻多浮体之间往往会存在柔性连接,需要考虑多浮体水动力干扰及机柔性连接构件的约束力对浮体运动响应的耦合作用,以及约束力本身对刚性或柔性连接构件的影响.因此,需要建立多浮体耦合的水动力-结构动力模型研究相互连接的海上浮式结构在复杂环境载荷下的动力响应.本文以双船浮托安装作业为背景,开发耦合的水动力-结构动力模型分析平台组块在双船拖运过程中的复杂动力响应.通过结合动态子结构法和静凝聚法,考虑连接构件的柔度,将连接构件的质量和刚度凝聚到构件与双船的连接点处.结合多浮体频域水动力分析,研究双船在柔性构件约束下和复杂水动力干扰共同作用下的运动响应.     

深海系泊浮体物面非线性时域耦合动力分析

文章基于三维时域势流理论和弹性细长杆理论,研究并提出了深海系泊浮体物面非线性时域耦合动力分析方法。该方法采用时域物面非线性理论方法在瞬态位置直接时域模拟系泊浮体所需水动力,结合有限元方法计算系泊缆索的动力响应,利用异步耦合方法实现浮体和系泊缆索的时域耦合动力求解。既满足系泊浮体时域水动力耦合,又满足系泊浮体和系泊缆索动力耦合。通过对二阶非线性不规则波作用下深海系泊半潜式平台的时域耦合响应特性进行研究,将不同海况下物面非线性时域耦合静力响应和动力响应与间接时域耦合动力响应的三种方法计算结果进行比较。研究结果表明,系泊缆索动力响应明显,平台瞬态空间位置对垂荡低频运动影响较大,有必要在平台瞬时湿表面采用动力响应方法进行深海系泊浮体时域耦合响应分析。     

船用主推调距桨装置液压系统仿真研究

针对某船用主推进调距桨装置液压系统,建立了系统非线性数学模型,并在AMES-im液压系统专用仿真软件平台上进行了仿真分析与优化研究.即在液压系统设计过程中通过选用不同额定流量的电液比例换向阀,仿真分析系统的动态响应特性,以实现与螺旋桨调距液压油缸的最优匹配,并通过对螺旋桨负荷工况下的螺距比采用PID控制,实现桨叶螺距的精确控制.