舱内爆炸冲击载荷特性实验研究

为探讨舱室抗爆结构设计,采用典型舱室结构进行了舱内爆炸模型实验,研究了舱内爆炸下的冲击载荷及其作用过程,分析了舱内爆炸载荷的强度及舱内爆炸载荷作用下舱室板架结构的失效模式.结果表明:舱内爆炸载荷与敞开环境下的爆炸载荷有较大区别,由于舰艇结构的影响,舱内爆炸下,舱室板架结构承受的冲击载荷除壁面反射冲击波外,在舱室角隅部位还有强度远大于壁面反射冲击波的汇聚冲击波,以及这些冲击波的多次反复作用;舱内爆炸下舱室板架中部结构所承受的初始冲击载荷强度与敞开环境爆炸下壁面反射冲击载荷强度相当,而角隅部位舱内爆炸载荷的强度远大于敞开环境爆炸下壁面反射冲击载荷;舱内爆炸下舱室板架结构的主要失效模式是沿角隅部位发生撕裂失效并发生大挠度外翻变形.     

深海悬链线输油立管涡激疲劳计算分析

钢质悬链线式立管的涡激疲劳损伤是影响其寿命的主要因素之一.文中将悬链线立管简化为忽略剪切力的索模型,对悬链线立管进行模态分析,考虑流体附加质量的影响,得到其在海水下的频率和振型.根据斯托劳哈尔关系和外部流速大小的范围确定潜在的激励模态范围,并通过计算潜在模态的能量确定主要激励模态.根据能量平衡,求出升力系数和阻尼系数,从而计算出立管各阶模态下的模态力和模态阻尼.再利用模态叠加法对悬链线立管进行动力响应分析.并以2 300 m Spar平台的悬链线输油立管为例,计算了其在北海某流速作用下的疲劳损伤,所得结论对工程应用有一定的借鉴意义.     

“自立号”自升式平台延长使用寿命的评估

渤海“自立号”是一座典型的沉垫基础自升式平台,平台寿命已经超过30年,为保证平台未来安全运行,需要对其进行剩余寿命的评估。评估内容包括考虑结构腐蚀的结构强度评估,以及对平台历史和延寿期的疲劳损伤累积评估。本文简要介绍了“自立号”平台延寿的评估过程和内容,供类似工程参考。     

多次水下爆炸下背空加筋板损伤累积特性研究

为了评估舰船结构在水下多次爆炸冲击下抗爆抗冲击性能,采用Abaqus非线性有限元软件建立了固支背空钢板结构水下爆炸冲击数值模型,数值计算结果与文献实验结果吻合较好,验证了水下爆炸声-固耦合方法的可靠性。在此基础上,提出了多次水下爆炸冲击声-固耦合数值模拟方法,研究了多次水下爆炸冲击下典型背空加筋板损伤累积特性与损伤模式演化规律,分析了冲击因子对结构损伤特性的影响。结果表明,多次水下爆炸冲击作用下背空加筋板动态变形与损伤逐渐累积,可能发生塑性大变形、边界拉伸撕裂以及整体失效破坏等损伤模式演化。当冲击因子小于某一阈值时,背空加筋板多次水下爆炸冲击下塑性变形趋于稳定,出现伪安定现象。研究结果可为舰船结构抗爆抗冲击设计提供参考。     

大型客滚船结构细部疲劳强度分析

客滚船是当今世界造船行业中的高技术船型,它将滚装船和客船的功能结合为一体,兼具客船和货船的特点。选择某大型客滚船为分析对象,对其进行疲劳强度分析。该船按英国劳氏船级社客船规范设计,没有明确的客滚船疲劳校核规范可遵循。为此根据船舶疲劳损伤原理,在分析几个船级社的疲劳规范的基础上,探索了一种基于英国劳氏船级社ShipRight FDA水平3的疲劳外载荷的简化疲劳校核方法。在全船有限元分析的基础上,对关键高应力区进行局部细化分析获得热点应力,并按照建议的疲劳损伤计算公式和程序对疲劳热点进行疲劳强度分析和评估,还指出了提高疲劳分析可靠性应注意的几个方面。     

疲劳累积损伤下海洋平台加强管节点的可靠性分析

对疲劳累积损伤下海洋平台加强管节点的强度衰减进行了分析,得到了疲劳载荷和冲剪载荷作用下加强管节点各失效模式的当量寿命。在此基础上,综合考虑了冲剪载荷和疲劳载荷的相互作用,建立了节点寿命安全余量方程,计算了节点的可靠性指标和失效概率。通过算例计算了某导管架上一加强管节点在服役一定年限后,在地震和正常服役情况下的强度可靠性,以此判断节点加强环的选择尺寸是否满足要求。分析表明,提出的分析和计算是符合工程实际的,它为加强管节点在同时考虑冲剪失效和疲劳失效作用时的可靠性分析提供了一个合理方法。     

深水悬链锚泊线疲劳性能评估

以某座Spar平台的单根锚泊线为对象进行疲劳性能研究,采用钢链-钢索-钢链三段组成的悬链式锚泊线.基于非线性有限元方法计算锚泊线的动力响应.选取锚泊线上端钢链与上部结构、钢索与钢链的链接点,采用雨流计数法对其应力时程曲线计数得到各短期海况下的疲劳荷载谱.根据Miner线性累计损伤理论,分别得到三个危险链接点在长期海况下的疲劳损伤,对锚泊线的疲劳性能进行评估.     

河北山前冲洪积平原区路基土的物理力学指标相关性研究

土的区域性影响高速公路工程的方案设计比选、沉降控制及造价分析,河北省分为多个地质分区,各个地质分区土的性质不同。以邯大高速公路S10标段采集到的1453份路基土土工试验数据为研究对象,对其变异性、概率分布特征和相关性进行了统计分析,得到了该地区路基土的物理力学指标变化范围,建立了指标相互之间的经验回归方程及相关系数。研究得出区域路基土的比重、湿密度、干密度的变异系数最小,压缩系数的变异系数最大;含水量、湿密度、塑性指数的概率分布模型均具有较高的相关系数,均大于0. 9,含水量、湿密度符合正态分布,塑性指数符合对数正态分布;压缩系数a1-2与孔隙比的相关性较大,在可靠度设计中应视为相互独立的变量。     

细长螺旋结构拉伸力学行为解析理论适用性研究

基于曲梁理论推导了细长螺旋结构拉伸力学行为的求解公式,探究了不同缠绕角度结构在轴向拉力作用下的力学变形机制。通过理论解与数值解的比较,进一步明确了不同缠绕角度细长螺旋结构的变形特征和不同理论求解方法的适用范围。研究发现,具有较大缠绕角度的细长螺旋结构在受拉时主要产生扭转变形,而对具有较小缠绕角度的细长螺旋结构截面拉伸变形起主导作用。在相同轴向应变前提下,不同缠绕角度的细长螺旋结构内力以45°为中心成对称分布,这大大降低了工程设计的计算量,为工程中细长螺旋结构的分析设计提供了有益参考。     

船舶靠泊过程撞击力测试系统开发

大型船舶由于吨位重,靠泊过程的惯性大,再叠加风浪等附加载荷,对码头或者海上作业平台框架的冲击作用非常大,尤其海上作业平台的框架往往采用钢结构焊接,一旦船舶靠泊的冲击作用超过框架的承载能力后,框架很容易发生极限下的破坏,造成严重的经济损失。本文针对船舶靠泊过程的力学特性进行建模分析,结合力学传感器和数据通信技术,开发一种船舶靠泊过程的撞击力测试系统,介绍测试系统的原理和组成,并进行了实际船舶靠泊过程的撞击力测试。