钢箱梁U肋嵌补段疲劳开裂机理与养护措施研究

某大型悬索桥为主跨1650 m的两跨连续钢箱梁悬索桥,加劲梁采用扁平流线型分离式双箱。近2年在正交异性板钢箱梁顶板U肋嵌补段发现焊缝开裂状况,为研究及处治该病害,采用大型有限元程序ANAYS进行局部仿真计算,分析焊缝开裂后的应力分布规律、影响范围。结果表明:重车轮压的疲劳荷载、施工焊接质量等是嵌补段焊缝开裂的主要原因;钢箱梁顶板U肋嵌补段焊缝开裂会对邻近结构抗力产生影响,U肋嵌补段开裂使相邻U肋嵌补段焊缝应力增加11.8%,使U肋与顶板之间焊缝主拉应力增加57%,使邻近位置的横隔板弧形缺口主拉应力增加6%。根据分析结果建议尽早处治焊缝开裂问题,短期养护措施推荐在低应力区打止裂孔和设置临时支撑架,长期养护措施建议刨去已开裂焊缝后补焊、嵌补段整体切割后补焊和改用高强度螺栓连接方式。     

GPS船体姿态测量技术研究

此文论述了应用GPS技术进行船体姿态解算的原理,介绍了基于当前技术的可行测量方法,对影响测量精度的几种误差源进行分析,并提出了系统软件设计的方案及系统设计时应注意的问题。     

含裂纹加筋板在压缩载荷下的剩余极限强度试验研究

在老龄化引起的船舶结构安全性问题中,裂纹损伤是结构强度衰减的一个重要因素。文章采用逐步加载法对含裂纹损伤的加筋板压缩剩余极限强度进行试验研究。设计六种典型的穿透裂纹损伤加筋板,对损伤试件进行轴向压缩试验。通过改变裂纹尺寸、位置及倾角参数并根据试验观测结果,探讨了不同裂纹参数下加筋板的屈曲破坏特点和对剩余极限强度影响。试验结果表明,不同的裂纹长度以及裂纹位置改变加筋板结构承载力的分布,影响结构应力应变场,进而改变其失效崩溃模式;倾角为45°的裂纹相对于垂直于加筋的裂纹对加筋板结构的剩余极限强度影响较小,此外初始缺陷对结构的剩余极限强度的影响也不容忽视。     

绿色制造工艺在船舶结构中的设计及应用

造船业对于水源影响作用巨大,为了顺应社会环保的要求,船舶工程需要转变过去污染水源、浪费原材料、破坏大气等弊端,这就对船舶结构设计与船舶制造提出了较高的环保性要求,在船舶工程的设计与制造中需要充分融入绿色理念,要全面遵循环保要求,积极打造稳定性强、航速快、性能高的绿色船舶。文章首先立足于绿色船舶的概念与特点进行了分析,然后分别针对绿色船舶的结构设计和制造两个方面提出相应的实施途径,指出了在保障船舶的功能性、使用性能以及安全性能等基础的情况下,实施绿色船舶的设计与制造的重要意义。     

液氨储罐角焊缝在线相控阵检验技术

文中针对液氨储罐定期检验不开罐的特点,通过对相控阵超声成像检测技术的研究,设计了4块角焊缝试板,共8处裂纹缺陷,通过设定检测参数,确定了实验参数和检测方案,检测出了预制的8处裂纹,并与DR检测成像进了比对,得到了较好的检测效果,对于将超声相控阵检验技术用于实际检测具有借鉴意义。     

基于插补原理的船体复杂曲面加热线布置方法

船体曲面成形技术是船舶加工过程中重要的环节。如何更好更快实现船体复杂曲面加工,一致以来备受国内外学者的关注。本文借鉴插补原理,对传统船体复杂曲面加热线布置进行了优化设计,得到了圆弧形板、s形板、帆形板和马鞍板的加热线。采用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件,分析四种加热线下钢板变形情况,并通过实验检验了插补形式下的船体曲面成形效果。结果表明：(1)插补算法得到的船体曲面加热线路程比传统加热线路程节约75%以上。(2)对有限元计算位移进行曲面拟合,得到的预测模型与实际船体曲面基本一致。(3)实验了四种曲面加热线,并将有限元预测位移与实验进行对比,二者误差在6%以内,有限元计算与实验结果基本吻合。该方法降低加工时间,提高加工效率。     

大型船体焊接变形仿真技术研究及其应用

船舶制造中最重要的加工方法就是焊接,焊接质量的高低直接影响到船体,而焊接变形是焊接过程中常出现且难以控制的问题。文章对大型船体焊接变形仿真技术中的固有应变预测技术和热弹塑性有限元技术以及应用进行了研究。     

内河航道桥梁船撞时船体最大变形量研究

目前在桥梁船撞防护的专项设计或船撞力专题研究中,对船舶撞击力的研究和桥梁在船舶撞击作用下的响应关注较多,而对船体最大变形量的研究较少。基于ANSYSLS-DYNA软件,对4种不同载质量的内河代表船舶在3种航速、2种碰撞角度下撞击4种墩型的船撞工况进行数值模拟,提取船体最大变形量,并分析船体最大变形量与船舶载质量、撞击速度、桥墩类型及撞击角度的关联性,同时与经验公式做对比。研究结果表明,撞击速度及撞击角度是船体最大变形量的主要控制因素,桥墩类型与之关系不明显。     

直接通电式消磁的船体电阻计算方法研究

为了实现直接通电式消磁的船体电阻计算分析,提出了一种船体电阻仿真计算方法,编写了计算船体电阻的程序。对一些典型舰船的船体电阻进行了仿真计算,并与实际结果进行比较。数值仿真结果和实际结果比较表明,所提出的直接通电式消磁的船体电阻计算方法能较好地计算船体电阻,验证了所提出计算方法的可行性。所得结果对直接通电式消磁的船体电阻计算具有一定的理论指导意义。     

压载荷下骨材贯穿孔孔边应力集中模型试验

以船舶双层底结构为研究对象开展模型试验,研究板材中的开孔在承受压力载荷作用下的孔边应力分布情况,分析压力载荷下不同开孔孔型以及不同补强结构对孔边应力分布情况的影响。在此基础上,开展相关仿真分析,将试验结果与有限元仿真结果进行对比,验证有限元仿真的准确性。