基于热点应力法U型激光焊接夹层板疲劳寿命分析

U型激光焊接夹层板作为新型船用结构,准确预报其疲劳寿命对于工程应用有着重要的现实意义。本文依据传统焊接结构热点应力外推方法,给出了适合激光焊接夹层板结构的热点应力外推公式,计算了不同外推公式下结构的疲劳寿命,并与已有的试验结果进行对比,最后研究了不同单元层数和焊缝宽度对结构疲劳寿命的影响。结果表明:采用本文的外推公式、外推区域面板厚度方向划分3层单元时,计算结果与试验值较为吻合,验证了热点应力法求解激光焊接夹层板疲劳寿命的有效性;并且结构的疲劳寿命随着焊缝宽度的增加显著提高。     

螺旋桨橡胶轴承压力分布分析与结构优化

由于船舶螺旋桨轴承承受的载荷呈边缘效应,尾轴与轴瓦接触压力分布不均匀。应用有限元方法建立桨-轴-轴承接触模型,分析在轴系载荷作用下橡胶轴承压力分布与变形特点。并将计算结果与实测结果进行比较,验证计算方法与模型的正确性。在此基础上提出了橡胶轴承结构优化方法,计算分析表明优化后轴承压力分布得到了明显改善,可有效降低轴承的局部严重磨损、提高轴承工作寿命。     

自升式平台的局部结构应力分析

利用有限元法对自升式海洋平台纵舱壁和横舱壁上开孔前后的应力进行计算,分析开孔形状及开孔处采用不同的加强方式对局部结构应力的影响,计算得到开孔不同形状及不同加强方式时结构的应力。在平台主体舱壁上开圆角矩形时应力较小,在开孔上增加面板可以显著降低孔边缘的应力。平台桩腿开孔时应力集中系数急剧增加,桩腿载荷不同对桩腿受力有很大影响。     

切向单双入口旋流器油-水两相分离流场及特性研究

运用雷诺应力模型（RSM）及两相流 MIXTURE 混合模型和 SIMPLEC 算法对切向单、双入口旋流器内的流场进行模拟分析。采用作图法描述了锥段中间截面处的切向速度、径向速度、湍动能及湍能耗散率,使内部复杂旋流流场的分析得以简化。模拟结果表明：单入口旋流器内流场具有不对称性,呈现偏心结构,双入口旋流器流场具有较好的对称性;油-水分离时,切向双入口旋流器中的分离效率为96%,高于单入口旋流器的94%,但同时增大了能量消耗。实验测试结果显示：流量为3 m3/ h 时的实际分离效率为90%,与模拟结果的平均误差为5%,处理流量相同时,采用切向双入口旋流器更能提高分离效率。     

甲板开口围缘扁钢加强方式研究

针对开大长矩形口的甲板结构,在开口内缘加设围缘扁钢,可以降低角隅处的应力集中。采用参数化分析方法,基于结构有限元数值计算结果,研究不同甲板厚度、开口尺寸和角隅半径时,扁钢长、宽、厚尺寸参数对应力集中的影响,并分析其原因。研究结果表明,随着扁钢尺寸的增大,开口处应力集中系数为先减小后增大,合理地设计扁钢加强方式才能有效降低应力集中。通过参数化计算,提出开口处围缘扁钢加强方式优化设计思想,给出最佳扁钢宽度值、厚度的设计公式及设计图谱,可以为甲板开口加强设计提供参考。     

考虑艇体变形影响的轴系合理校中

为提高潜器推进轴系校中计算的准确度,使计算结果与实际情况更为接近,必须考虑艇体变形对轴承变位的影响,并将其作为轴系校中计算的初始边界条件。通过三维有限元计算,分析模型潜器的整艇湿表面结构在重力和水压作用下的变形情况,由此获得艇体艉部的结构变形数据。提出“共线程度”的概念和计算方法,将艇体结构变形数据转化为轴系各轴承相对变位数据,作为潜器推进轴系合理校中计算轴承的初始变位。利用轴系合理校中计算程序,在考虑艇体变形和轴承刚度的条件下,对模型潜器的轴系布置进行优化计算。结果表明：安装时,1#、2#、3#轴承位于理论中心线上,4#轴承变位为理论中心线向上0.4 mm能够获得合理的轴系校中状态。     

山区输气管道应力降低方法研究

长输管道途经山区地段,由于管道落差较大,管道受集中应力影响,易发生失效破坏。采用阶梯型的敷管方式,可有效降低管道的应力值。使用CAESAR II软件对山区某低支架敷设的输气管道进行应力分析,得出采用阶梯型敷设的管道平均应力较沿斜坡直接敷设的管道低,且随阶数增多,平均应力有所降低,有效验证了阶梯型的敷管方式使山区大落差管道安全性增高。     

竖井井壁竖向附加力的理论计算方法

从弹性力学的空间轴对称问题出发,从理论上推导建立了竖井竖向附加力的应力表达式．分析该应力表达式可知,在竖向附加力作用下,井壁所受的径向、环向压应力值均为零,竖向附加力对井壁的作用主要体现为轴向压应力,且轴向应力在沿井壁厚度方向几乎无变化,因而可以将作用在井壁外侧的竖向附加力等效为作用在井壁横截面上的均布力．利用该应力表达式对某铁矿竖井井壁竖向附加力进行了计算,得到了井壁应力状况．     

基于灵敏度阻抗矩阵修正法的分层前推回代潮流算法

分布式电源（DG）接入配电网对潮流产生重要影响.本文分析了潮流计算中各种分布式电源模型及处理方法,引入灵敏度阻抗矩阵修正法更新PV节点的注入无功功率,结合辐射型配电网的特点,提出一种基于灵敏度阻抗矩阵修正法的分层前推回代潮流算法.该算法解决了前推回代潮流算法处理PV节点失效的问题,同时适用于含各类分布式电源的潮流计算.最后对含各种类型分布式电源的IEEE 33节点配电网进行潮流计算仿真,仿真结果验证了提出算法的有效性和快速性,并通过不同算例验证了算法的稳定性.