大型船舶外板自重成型预报研究

应用有限元法及李兹法,分别对船体外析以展平板及具有横向曲度的板在自重作用下引起的变形进行计算,最后给出船体外板自重成型的条件及水火弯板的预报,实测分析表明,计算结果与实验结果符合较好。     

船体复杂外板成型评价方法

船体复杂外板的成型评价是曲面外板成型加工的必要环节,能为外板的二次加工提供依据.结合水火弯板加工工艺,提出了一种成型评价方法.该方法先通过三维空间变换,实现目标曲面与检测曲面的匹配.然后,利用多项式拟合与参数分解方法,实现检测曲面偏差量的分解.最后,给出了成型率的计算方法,实现对检测曲面成型度的评价.实验结果表明,本方法能对复杂外板加工过程中的横向、纵向以及扭向成型情况进行客观的评价,而且本方法的评价指标与加工工艺紧密结合,可作为曲面外板加工参数的推理依据.     

考虑整体挠度的水火弯板成形规律与模型

对船体外板整体变形和局部收缩变形之间的关系进行研究.首先基于热弹塑性有限元方法,建立了综合考虑局部变形和整体变形的水火加工数值计算模型,并通过实验对比了温度场与位移场的分布规律,验证了数值计算模型的可靠性;然后通过对整体挠度和局部变形规律的分析,提出了挠度影响数的概念;接着利用数值计算分析了挠度影响数与曲面外板形状参数之间的影响规律,建立了关系模型;最后通过算例对比模型和实验结果,相差5.13%,验证了模型的可靠性.     

点蚀损伤船体板格单轴压缩极限强度

为了能够简单准确地计算服役期内点蚀损伤船体板格的极限强度,选择腐蚀体积为点蚀损伤板的主要评估参数,结合实际船体板格的腐蚀损伤特点,采用有限元数值计算方法,分析点蚀坑形状、有限元单元类型、蚀坑分布和蚀坑深度对板极限强度的影响,以及板的初始柔度、初始变形、长宽比和板边缘线性载荷因子对板极限强度折减因子的影响,并利用回归分析方法,建立了基于腐蚀体积的点蚀损伤船体板格极限强度折减因子的计算公式.结果表明,整套公式的计算结果与有限元计算结果的相对误差仅有极少量在5%,~6%,之间,绝大部分在5%,以内,可用于服役期内点蚀损伤船体板格的安全评估.     

复杂船体外板曲面拟合研究

采用双三次样条插值函数方法,对给定离散数据的复杂船体外板曲面进行了拟合研究,将VC的可视化界面与MATLAB强大的数值计算和图形显示能力相结合,建立了复杂船体外板曲面拟合成型的计算机软件．在不同边界约束条件下,拟合曲面与原始曲面的准确度超过99％,验证了曲面拟合软件的可靠性．计算实例证明了方法的有效性．     

正交异性钢桥面板栓焊接头疲劳性能研究

针对正交异性钢桥面板栓焊连接细节,设计制作两个足尺试验构件,进行了静载、疲劳试验,并建立了有限元计算模型.计算分析发现:纵肋螺栓接头中面外弯矩影响明显,内侧拼接板受力大于外侧;拼接板中纵向应力呈鞍状分布,两个试验构件的疲劳裂纹均在内侧拼接板的中间区域首先出现.建议栓焊接头按Eurocode中的71级或铁路桥梁钢结构设计规范中IX细节进行疲劳设计.通过有限元模拟计算,对拼接板进行优化设计,改善了栓焊接头的疲劳性能.     

板片空间结构稳定分析中的数值计算模型

分析了板片空间结构体系中板与骨架共同工作问题的力学机理,将接触问题的理论和方法应用到结构稳定问题的研究中,建立了相应的数值计算模型.基于共同工作问题的数值模拟,分析了该结构体系中板与金属骨架之间的接触单元安置、初始接触刚度对结构稳定分析计算的影响,提出了接触单元安置的原则和初始接触刚度选取的合理范围.数值计算结果与试验结果比较表明:该数值计算模型计算结果和试验结果符合较好,能够真实地反映板片空间结构实际的稳定工作状态,是合理和可靠的,而位移完全协调数值模型的结果较试验结果偏高,用于设计偏于不安全.     

非对称管箍力学模型及数值模拟研究

用有限单元法建立了非对称管箍的力学模型,利用参数线性回归方法分析了影响非对称管箍力学模型的参数,研究了不同参数条件对非对称管箍使用性能的影响. 对非对称管箍力学模型的准确性进行了数值验证,与实验结果相比,力学模型的理论计算值与实验值吻合较好,具有较高的可信度.     

船体外板几何造型技术研究

利用计算机对船体外板几何造型进行研究，采用三维线框图表示模式，控制、分析计算和输出船体外板的三维形体；重点在于应用此方法进行船体外板样板、样箱的计算及结构显示，以图寻找外板放样完全自动化方法。其理论对外板自动加工成型，外板加工机器人检测、模拟、船型质量的激光检测有一定的参考价值。     

基于正交试验和BPNN-GA混合算法的注塑工艺参数优化

通过优化工艺参数,提高注塑件的成型质量.以汽车后视镜为例,建立注塑件的计算机辅助工程模型.运用正交试验设计方法与注塑工艺数值模拟相结合,通过对仿真结果方差分析,综合评估了注塑过程中的模具温度、熔体温度、注射时间、保压压力和保压时间等对注塑成型关键质量特性翘曲的影响规律.利用仿真实验数据训练BP神经网络模型(BPNN),结合遗传算法(GA)以翘曲最小为约束条件优化注塑工艺参数.     

受损船体总纵抗弯能力的半解析估算方法

建立了船体纵向加筋板与横向加筋板对应大变形损伤的损伤分析模型，并采用半解方法对其受损的承载特性进行了讨论，基于受损构件的剩余承载能力分析，给出了受损船体总纵抗弯能力的一近似估算方法，数值算例表明了该方法的有效性。     

双塔高层钢结构抗震性能的有限元分析

针对高层建筑结构分析计算中专业设计软件在大震作用下结构弹塑性分析方面存在的缺陷,以北京某双塔高层钢结构为例,运用大型通用有限元软件ANSYS建立了结构三维模型,进行了结构的动力特性和模态分析,并采用振型分解反应谱和弹性/弹塑性时程分析方法,分析了该双塔高层钢结构在地震荷载作用下的结构响应.通过对计算结果的分析可以看出,通用有限元软件能够很好地对高层钢结构的抗震性能进行分析计算;双塔高层钢结构顶部鞭梢效应明显,建议通过减小顶部结构自重并在构造上予以重视加以解决.     

双 U 形金属阻尼器抗震性能优化分析

为解决双U形金属阻尼器应力集中及初始刚度较低的问题,提出了两组增设不同形式钢板的优化方案.首先介绍了U形钢板的力学性能,设计了3个参数不同的U形钢板并进行了模拟验证.进而对两组模型进行有限元模拟分析,研究不同优化方案对双U形金属阻尼器滞回性能、刚度退化、耗能能力及应力发展的影响.结果 表明:优化后的阻尼器具有良好的滞回耗能能力,应力分布得到有效改善,初始刚度明显提高.尤其以增设大矩形钢板优化的阻尼器在分阶段屈服方面性能更为突出,参数设计更加灵活.     

横向斜升角对深V型船的阻力影响

本文通过模型试验研究，分析了深Ｖ型船的横向斜升角对其静水阻力的影响。横向斜升角对深Ｖ型船的阻力影响颇为重要，合理的横向斜升角选择不但取决于船型，而且还与载荷、船速有关。由回归分析方法给出了不同斜升角情况下的阻力估算式。     

基于WIM数据的钢箱梁斜拉桥疲劳荷载谱分析及寿命预测研究

由于钢桥面板的疲劳损伤主要来源于车辆荷载的反复作用,因此,为了预测钢箱梁斜拉桥的寿命,需要对其在重载交通流量下的疲劳荷载谱进行研究.该文以某大跨度钢箱梁斜拉桥为背景,基于桥梁健康监测系统中的WIM模块采集得到一定时段的车重、轴数、轴距等车辆荷载参数,采用统计分析方法对其进行批量化处理分析,得到了等效模型车的疲劳荷载谱.以此为基础,选取了钢箱梁斜拉桥易发生疲劳损伤的U型肋、盖板、横隔梁等重点部位进行疲劳寿命分析,分析结果表明:各重点部位尚未产生过大损伤疲劳.     

设置耗能壁板的新型箱形钢墩柱轴压性能数值分析

为探讨设置低屈服点加劲耗能壁板对箱形钢墩柱受力性能的影响机理,采用有限元法对3类设置加劲耗能壁板的新型箱形钢墩柱轴压性能进行数值分析,并探讨设置加劲耗能壁板对箱形钢墩柱的荷载-位移曲线、位移延性系数及承载能力的影响规律.结果表明:耗能壁板高度及宽度对箱形钢墩柱的承载能力和延性影响较大;构件承载能力随耗能壁板高度增大而增大,但随耗能壁板宽度增大而减小;构件延性随耗能壁板高度及宽度增大而增大;加劲肋的厚度、宽度及设置数量均对箱形钢墩柱的承载能力和延性有一定影响.     

螺栓球节点网架封板连接的弹塑性分析

本文采用八结节点等参数环形轴对称有限单元，对静载作用下封板连接进行了弹塑性分析。探讨了封板连接的破坏模式、应力分布、位移、塑性区发展情况以及封板厚度对封板连接承载能力的影响。绘制了承载能力与封板厚度关系曲线，在有限元分析的基础上，提出了设计封板连接的计算公式及建议。     

平钢腹板－混凝土组合拱桥试设计研究

平钢腹板-混凝土组合拱是由平钢腹板和混凝土顶底板组合而成的新型结构.以主跨160 m的岭兜大桥为原型进行该新桥型的试设计研究.结果表明,试设计满足规范要求.与原桥相比,试设计桥梁可减轻拱圈自重约37%,并方便施工;与波形钢腹板-混凝土组合拱桥相比,能发挥钢腹板的抗压与抗拉作用,提高腹板的材料利用率,拱圈自重减少约6%,是一种具有应用前景的新桥型.     

冷弯厚壁钢管截面不同部位材料特性分布模型

对取自30种不同截面、不同厚度、不同钢材型号、不同厂家生产的冷弯厚壁矩形和方形钢管的568个试件进行了材料性能试验研究.结果表明:焊缝部位的屈服强度和极限强度相对于邻边均有提高;角部屈服强度提高系数随型钢中心线长与弯角内径之比的增大而增大,而各参数对极限强度的影响较小;焊缝两邻边间的强度差异很小.基于研究结果,提出了冷弯矩形和方形钢管屈服强度、极限强度、强屈比和伸长率沿截面的分布模型.当相应冷弯型钢截面的梁、柱强度和稳定分析中需要考虑冷弯效应的影响时,可以应用此分布模型.