船桥碰撞非线性数值仿真研究

为了研究湘江流域典型桥梁船桥碰撞时的撞击力和能量转换过程，为后续大桥的防船撞设计提供参考，以株洲建宁大桥为研究背景，按照实际尺寸建立货船和桥墩模型，并使用ABAQUS有限元软件对其进行非线性动力仿真分析，研究了船桥碰撞过程中，船的撞击速度、吨位和撞击角度对撞击力的影响，以及船的变形情况和船桥碰撞中的能量转化关系。研究结果表明：船撞力峰值和船速存在正相关关系；船舶的吨位越大，撞击力峰值越大并且撞击的时间越长；船的撞击角度与碰撞时间之间没有呈现出明显的规律；船的撞击速度、吨位和撞击角度3种影响因素对船桥碰撞的撞击力和船体变形均有影响，但主要因素还是船速和船的吨位；在碰撞过程中，船的撞击动能基本转化为塑性变形能，船体变形主要集中在船艏碰撞区域，远离碰撞区域的船身部位没有明显的变形。     

鼻额筛眶复合体损伤导致失明机理的实验研究

临床实践中常发现滑雪、球类等运动员,由于鼻额筛眶复合体受到球类或其他器械撞击而导致双目失明或视力明显减弱的病历。用实验的方法测量了复合体在外力作用下各相关部位的应力、应变,为临床诊断失明的原因以及运动员的安全防护提供了科学根据。     

基于CKF的非线性船体变形惯性测量方法

船体变形的精确测量对于优化大型船体结构设计、不同部位的刚度设计以及提高舰船传递对准精度都有很现实的意义,而基于惯性传感器的角速率匹配法是测量船体变形的研究热点。针对大型船体中惯性测量单元存在大安装误差角的情况,建立非线性的船体变形模型以及光纤陀螺的漂移模型,采用CKF滤波方法进行估计;理论推导了UKF与CKF两种非线性滤波的估计精度,并进行了理论比较分析与仿真验证。结果表明随着航向安装误差角从30°增加到50°,静态误差角和动态误差角的估计精度始终保持在20″以内。与UKF相比,随着系统非线性程度的增强,CKF的性能优势更加明显。     

雷达测风组合的舰面稳态风向风速估计

船体上层建筑致使测风传感器布置区域流场发生畸变,导致风参数测量误差增大,严重影响舰载机起降安全.依据流体力学理论对舰面流场特性进行了仿真研究,本文提出了一种以雷达测得风向为基础的四传感器加权融合算法,应用这种组合策略进行寻优,使用航海雷达遥测的风向值与风传感器现场测量风向、风速值进行联合估计,分别在理想条件与考虑传感器...     

船体总纵强度应力监测点优化布置研究

由于船体结构监测常采用的光纤应变传感器的结构特点及布置要求,其会占用一定的船体空间,不利于船体结构正常布置及船上人员的走动工作。鉴于此,考虑直接在应力监测点布置应变片来代替光纤传感器,以某具有复杂舱室的目标船为研究对象,选择中拱状态下迎浪和艏斜浪等两种典型的设计波载荷作为作业工况,研究船体总纵强度应力监测点优化布置的可行性。结果表明:布片位置选在甲板纵桁腹板1/2高度位置且距甲板横向结构14.3%L(L为纵桁腹板的长度)范围外更为合理;布片数量可选为1、2或3,且在选择多应变片方案时,相距最远的两个应变片之间的距离至少要保证为30%L。     

船舶撞击桥梁后的结构损伤分析

船只对桥墩的冲撞使桥梁结构产生的变形与损伤,可以通过能量守恒、有限元数值仿真分析碰撞过程的受力状态.以一艘小型船只与某长江大桥桥梁碰撞为例,计算较轻微的船体碰撞后,冲撞对桥梁产生的作用力、船身破损区的变形与损伤,讨论了小船舶长年的大量撞击和累积对桥梁结构安全造成的隐患.     

基于风险的船体结构监测点优化布置

针对船舶结构安全监测系统中结构监测点的布置进行研究,提出了基于风险的船体结构监测点布置方法。通过考虑环境载荷下的结构失效、结构失效后对于船体总纵强度的影响以及传感器不同布置形式下有效监测率等因素确定结构监测风险值,并以此为衡准进行船体结构监测点的选取。通过与传统方法得到的监测点布置结果相对比,分析监测点选取结果差异的原因,并说明了基于风险的监测点布置方法的合理性以及提高船舶结构整体监测可靠性的优势。     

白垩纪末地球被撞击的部位与撞击方式

从大陆漂移与板块形成是白垩纪末太平洋部位遭遇撞出的结果出发,阐述了1颗半径约680 km左右带冰块为主的星体向西略偏南斜向撞击地球,其主要撞击部位大约在东经139 °、北纬17°西马里亚纳海盆内.     

关于船体结构设计研究

在基于安全的情况下,如何快速设计出优秀的船体结构并且实现快速修改,是船舶设计师梦寐以求的目标,针对这个目标的制定,设计师们提出了船体结构的快速设计方案,将知识工程原理和参数化技术相结合,对船体结构的设计做出了研究和分析.     

撞击作用下某输煤栈桥结构反应及数值分析

为分析栈桥结构的抗撞能力,研究了在车辆撞击作用下栈桥的结构反应及破坏机理.基于工程事故调查结果,对某火电厂输煤栈桥被车辆撞击的反应进行了数值模拟,分析了蜂窝梁和牛腿在车辆撞击作用下的破坏模式、应力及位移响应.计算结果表明:在撞击荷载作用下,蜂窝梁在支座及撞击部位应力最大;牛腿混凝土处于拉扭复合受力状态.分析结果可为车辆与栈桥碰撞问题提供参考.     

关于重力失衡与地震成因机制关系的探讨

对地震机制的传统理论提出了质疑,认为6 500万年前的白垩纪末,地球被撞击形成了青藏高原等地形地貌及地质构造,地球产生了巨大形变,造山运动、地质构造是地球被撞击形变的结果.现今的地震是地球自转遵循角动能矩守恒过程中对形变部位的修复,也就是由地质构造围限的单元体漂浮在地幔或软流层上重力失衡的结果,或者说,漂浮在地幔或软流层上的地质体下陷对岩浆挤压引起地壳破裂而发生的震动.深部地震、火山喷发、大陆微小漂移等现象均能验证重力失衡是地震的成因机制.     

舱室火灾下船体结构剩余强度分析

为了准确评估火灾事故下船体结构的安全性,基于双区大涡火灾场景数值方法和结构热力耦合响应分析方法,建立了舱室火灾下船体剩余强度分析方法。以一型水面舰船为例,开展了机舱火灾场景模拟和火灾温度分析,以热通量为环境边界结合热传导分析获得了结构温度载荷,在此基础上预报了火灾事故下船体剩余承载能力。计算结果显示:通风条件对于火灾发展和温度分布有着显著影响,以热通量为环境边界结合热传导分析可以有效获得结构温度载荷,火灾高温导致过火区域钢材力学性能的折减和剖面应力的重新分布,从而造成船体承载能力的降低。研究成果对于船舶结构抗火设计和火灾下船体结构安全性评估具有重要意义。     

舰艇破损剩余强度反分析研究

基于塑性理论，提出了一个新的校核舰艇剩余强度的方法。以激光炸弹、反舰导弹和鱼雷为典型攻击武器。在破口大小和位置给定的情况下，根据破损部位的不同，分别对舰艇主船体结构在水线以上破损和在水线以下破损后的舰体剩余强度进行计算。考虑在多发不同武器命中的情况，计算了对应武器若干发命中后的损伤后果。通过反分析方法分析了船体梁的剩余强度，依据极限承载能力提出了判别船体梁是否失效的依据，并给出了结构失效时所需的破损条件和对应武器命中发数。     

波浪中船体与液舱晃荡耦合运动的时域数值计算

为分析液舱流体晃荡对波浪中船体运动性能的影响,针对船体外流场与液舱内流场(液体非线性晃荡)分别采用时域势流理论方法计算,建立了在波浪中船体与液舱流体晃荡耦合的时域运动方程.其中波浪中船体水动力和时延函数采用切片法和脉冲响应函数法计算获得,舱内液体非线性晃荡采用时域边界元法计算.对S175加载方形液舱在迎浪横浪等不同工况下液舱流体晃荡及其与船体运动耦合分别进行了计算模拟与验证研究.研究表明,在不出现液面破碎等强非线性现象时,能够给出较好的液舱流体晃荡波形和压力;耦合运动模拟结果能清晰地反映液舱晃荡对船体运动的影响,并准确给出船体有无加载液舱时共振频率的偏移现象;数值与试验结果吻合良好,并具有较高的计算效率,为设计载液船舶或减摇水舱等的前期设计提供了快速有效的分析方法和技术手段.     

船体曲面的一种光顺重构法

为了在船舶CAD/CAM/CAE中使用更加精确和光顺的船体模型,基于船体型值数据,通过插值或逼近的方式得到常规站线以及广义站线的NURBS表达式。在得到了这些曲线以后,通过等数弧长均分的方式在这些曲线上取数目相同的数据点,构成所谓的广义型值点,对这些广义型值点进行插值重构来得到一致化的常规站线以及广义站线,这些曲线共同构成生成船体曲面的截面曲线。将这些截面曲线取为曲面的u向等参数线,采用改进的曲面放样方法得到整个船体曲面。结果表明:重构的船体曲面能够具有较好的拟合精度和光顺性。     

光纤光栅冰力传感器的开发及应用

根据裸光纤光栅(FBG)对应变的灵敏度远高于对压力的灵敏度这一特点,设计了一种基于等强度梁结构的FBG冰力传感器,并可以通过调节封装构件的尺寸调节其测量压力的灵敏度系数。对传感器的标定结果显示,这种FBG冰力传感器的线性相关度良好,实测的灵敏度系数与理论值一致。该种传感器在冰激桥墩振动模型试验中得到了应用,成功监测了桥墩在不同冰速撞击下受到的冰力。实验表明,这种FBG传感器灵敏度高、可靠性好、对结构自身的影响很小,可直接测量冰的撞击力,适合于模型实验中的冰力监测。     

快速安全气囊传感器

国际汽车零部件供应商大陆集团成功研发出一套撞击声响传感器系统（CISS）。该系统可在车辆发生事故时，以最为精确的方式控制安全气囊的启动，为车辆内乘员提供最大程度的保护。     

航天器空间碎片单护屏防护结构参数优化

为解决微流星体及空间碎片高速撞击威胁航天器的安全运行等问题，采用防护结构防护性能预报的Nysmith模型，以非线性优化方法分析撞击条件和结构参数对优化结果的影响。得出了最优解存在的可行性条件和防护间距下界与撞击参数的关系，以曲线图给出了各参数对优化结果的影响。研究表明优化结果在低撞击速度时随撞击速度的增加急剧增加，而在高撞击速度时趋于平缓。     

无线传感器网络路由协议安全性研究

简要分析了无线传感器网络路由协议安全性研究的必要性,介绍了当前常用的一些无线传感器网络路由协议,并对其进行了分类,分析了路由协议面临的主要安全威胁,并针对一些特定路由协议的攻击方法进行了重点研究,详细阐述了这些协议存在的弱点或漏洞,在此基础上,提出了几种相应的安全机制.     

外加补偿电流与潜艇腐蚀静电场的函数关系研究

针对潜艇电场防护补偿阳极电流的合理性输出问题,对潜艇模型进行数值仿真计算和数据拟合处理后,提出了一种获得最佳补偿电流输出的方法.该方法以补偿电流为 自变量,船体表面电位、水下静电场为因变量,通过建立补偿电流与船体表面电位、水下静电场的函数关系,得到船体表面电位分布均匀时或水下静电场函数出现极小值时,补偿阳极输出电流即为...