A coupled numerical approach to simulate the effect of earthquake frequency content on seismic behavior of submarine tunnel

Roughly 90% of all natural vibrations have epicenters in offshore zones and may cause destruction of submarine and floating structures. Such excitations can influence the safe performance of facilities set up on the seabed, like tunnels, jacket legs and subsea oil pipelines. Some researches on this theme have been carried out to demonstrate the importance of seaquake analyses and their effects have been underlined. The present study intends to numerically simulate a two-dimensional fluid-structure interaction (FSI) problem in order to examine the dynamic response of submarine tunnel under real horizontal earthquakes. Pressure is considered as independent nodal variables to represent the fluid flow effects and the induced time-dependent acceleration in porous medium equation is incorporated in the analysis and the tunnel shell is considered as flexible. This work highlights the importance of the input ground motion frequency content that governs the development of the induced seismic stress/strain around the lining of the tunnel. The results demonstrate that for deep sea the increment rate of the circumferential stress caused by surface gravity waves is below 7% when compared to the no-wave interface condition. Moreover, it is confirmed that long-period record may amplify the overall response of the system (up to 60%) specially the lateral and vertical displacements, as well as the principal stress to a lesser extent. The developed numerical model can attend to further analysis of tunnels embedded in a half-space in conjunction with fluid undergoing the severe long-period earthquakes.     

深海变径声阵缆布放回收装置研究

本文提出了基于深海工作站运搭载的变径缆海底布放回收方式，介绍了变径缆海底布放回收装置的主要工作原理和结构组成，完成了布放回收装置主要部套件的设计计算以及和电液控制系统的设计及计算。     

柴油机曲轴的三维形状优化

采用序列线性规划算法对16V240ZJ柴油机锻钢曲轴圆角进行了形状优化设计。优化的目标函数是最大应力最小,设计变量是圆角附近设计单元控制节点的坐标。优化结果完全满足曲轴设计与制造工艺的要求。     

水下航行器热动力推进系统的非线性变结构控制仿真研究

在对水下航行器热动力推进系统非线性模型进行合理简化的基础上，首次采用趋近律法设计了水下航行器变速变深运动的动力推进系统变结构控制器，并进行了数字仿真，仿真结果表明，所设计的控制器控制精度高，抑制抖振效果显著，且该方法物理概念清晰，算法简单，易于实现，对水下航行器热动力推进系统控制的工况应用有实用价值。     

磁集成地铁变压器漏抗三维有限元计算

地铁逆变牵引系统中平衡电抗器的存在对减少大功率逆变器体积、降低造价不利。为此,运用磁集成技术将平衡电抗器与变压器有机结合,构造出新型12脉波二重逆变牵引供电系统,实现利用集成磁件的等效电感取代平衡电感的设计思想。采用基于边单元的稳态非线性有限元法,建立地铁变压器的三维有限元模型,对各绕组间的等效电感进行分析计算。仿真结果与样机现场试验数据非常接近,验证了所提出的有限元计算方法的正确性和可行性。     

船舶总纵极限强度模糊可靠性研究

本文以模糊数学和结构可靠性基本理论为基础,分析了传统随机可靠性理论的不足,并在常规模糊可靠性理论研究的基础上,利用模糊集合与普通集合之间的转换关系,研究了模糊变量组合时的可靠性计算方法,拓展了模糊可靠性理论的使用范围.通过对模糊可靠度计算结果分析发现,模糊可靠性理论使设计更加科学,更加符合工程实际;模糊变量组合在船舶总纵极限强度可靠性上的应用,避免了传统计算方法由于变量统计数据不足而导致的偏差,减少了很多繁复的数学运算.算例分析验证了本文方法的准确性和实用性.     

空间复合材料加筋板流固耦合振动分析

本文用结构有限元与流体边界元方法研究了空间复合材料加筋板结构的流固耦合自由振动，推导了用于结构分析的分项插值型复合材料八节点板单元和三节点梁单元，以及用于流场分析的线性边界单元。用修正的RIRZ向量法与波前法相结合的方法求解特征值问题，避免了因附连水质量引起的结构质量矩阵为满阵的内存困难和非对称矩阵方程约化困难。算例表明，附连水质量对复合材料结构的动力特性影响要比各向同性材料严重得多。     

基于模糊可靠性理论的高速线材轧辊优化设计研究

工作时受交变应力的作用,高速线材轧辊断裂问题时有发生.文章利用模糊可靠性理论,探讨在随机变量和模糊变量组合时轧辊的模糊可靠性设计方法.设计实例和生产实践证实了该方法具有优化设计的效果,使轧辊使用寿命显著提高.     

T型管节点焊趾表面裂纹扩展行为的三维断裂力学分析

本文对海上平台T型管节点焊趾三维空间翘曲表面裂纹问题用6869自由度、半带宽1187的特大规模作了三维有限元分析，计算了沿裂纹前缘的KⅠ、KⅡ和KⅢ分布。在此基础上，对焊趾表面裂纹的疲劳扩展行为作了分析，绘制了裂纹扩展特性曲线，并根据特性曲线对扩展寿命进行了估算。预测结果与海上平台管节点委员会的试验结果相符。