独立B型液化天然气运输船绝热层#br# 局部失效对结构安全的影响

摘要： 根据独立B(SPB)型液化天然气(LNG)运输船绝热层失效后船体的传热特点,提出通过温度影响因子和面积影响因子分析船体结构温度场和内层对流空间空气温度场的耦合关系.选取液舱绝热层典型的局部失效模式,采用计算流体动力学(CFD)数值模拟和有限元分析求解失效前后船体温度场和温度应力,分析了绝热层局部失效对船体结构安全性的影响.对事故工况下SPB型LNG船的安全性评估具有一定的参考意义.     

超低温作用下船体局部结构非线性响应

针对液化天然气船在近40年的服役期中,极有可能出现箱体损坏、珍珠岩泄漏、绝热层局部失效的情况,假定了3种典型液化天然气（LNG）船局部结构受超低温作用时的事故模型,考虑材料特性随温度的变化,基于非线性分析方法采用MARC软件对事故工况下结构响应进行模拟分析,并进一步研究了影响结构超低温响应的主要因素,在此基础上探讨了降低事故危害的理论方法.     

1.5m~3独立C型LNG储罐蒸发率简化算法

提出一种考虑罐壁、垫木、管路、绝热层等漏热因素的1.5m3独立C型LNG储罐蒸发率的简化计算数值模型,验证了各漏热因素的独立性,建立了计算体系,统计回归蒸发率与环境温度之间的关系,提出简化的计算公式.将罐体温度场参数化、将漏热因素简化并参数化,使用有限元方法对罐体的温度场进行数值模拟,得到罐体漏热量.比较罐壁、垫木、管路、绝热层等对蒸发率的影响,分析得出各漏热因素温度场在工程设计情况下不会产生叠加效应这一结论.罐壁对蒸发率影响较大,垫木、管路影响较小.结果表明,该算法可快速有效预报1.5m3独立C型LNG储罐蒸发率,减少建模计算流程,在LNG储罐方案总体设计阶段有着较高的实用价值.     

有控火箭燃气发生器壳体瞬态温度场分析

目的　对用于有控火箭飞行方向控制动力的燃气发生器壳体进行非线性瞬态温度场有限元分析; 方法　用有限元法模拟热试验的实际热负荷历程时,考虑燃烧室圆筒段内壁含绝热层和不含绝热层但内壁加厚两种不同试验样机的结构特点,同时考虑结构材料热传导、热容等的温度非线性特点; 结果　给出了燃气发生器燃烧室壳壁的瞬态温度场数值计算结果; 结论　数值计算结果表明两种结构模式都具有足够的热安全性,计算预示的结构特征点温度值与试验所测结果基本相符;     

大型LNG运输船液货围护系统对比研究与设计选型

液货围护系统作为大型液化天然气（LNG）运输船的子系统之一,对LNG运输的经济效益具有重要影响。通过对比几种不同类型液货围护系统的结构特点、主次屏蔽层和绝热层的材料、运营的优点及不足,最终选定采用NO96 Super+薄膜型围护系统来设计LNG运输船。     

载荷响应参数对在役舰艇结构可靠性的影响

基于非概率可靠性理论,建立在役舰艇船体结构非概率可靠性分析模型.以某大型舰艇为研究对象,分析了载荷响应参数(航速和波高)对船体结构可靠性的影响规律,得到了不同航速和海况条件下的在役舰艇船体结构可靠性评估公式.结果表明:波高对舰艇结构可靠性的影响相对于航速更为突出,通过降低航速来提高舰艇结构的安全性效果较小;但当舰艇在临界航区航行时,通过适当调整航速来提高舰艇结构的安全性是可行的.     

基于Excel-VBA的大型船舶纵向下水计算通用程序设计

对大型重载船舶进行下水计算及其安全性研究时,需要考虑船体局部结构强度问题.利用船舶下水的弹性计算方法计算了船体在下水过程中的局部受力,校核船体局部结构强度能否满足下水要求;并以Excel软件为基础,利用VBA设计开发了适合于大型船舶下水计算的通用程序.实例计算表明,该通用程序在大型船舶下水分析方面具有较强的通用性和实用性,同时在与其他软件进行数据交互方面,也具有很强的通用性.     

桥梁结构温度场测点布置方法

目的分析既有桥梁温度场测点布置存在的问题和缺点,提出桥梁结构温度场测点布置方法,为提高桥梁结构温度场的测量精度和效率提供参考.方法为合理优化桥梁结构的温度场测点布置,提出了太阳辐射影响深度的概念.基于切比雪夫数值拟合方法分析太阳辐射影响深度范围内的温度测点布置间距.从温度传感器测点布置深度、间距、温度测量时机角度对既有桥梁结构温度场测点布置方法及测试结果进行对比分析.结果混凝土桥梁的太阳辐射影响深度可取0.5 m;采用非等间距的温度场测点布置方法能够得到较为合理的竖向温度曲线;合理选择测量时机能够有效提高测量效率.结论总结并绘制了T型截面梁、单箱单室箱梁、单箱多室箱梁、钢管混凝土结构和箱型墩的温度场测点布置图,该布置方法可为后续温度场测量工作的测点布置和测量时机的选择提供参考.     

车用动力电池的挤压载荷变形响应及内部短路失效分析

机械载荷作用对车用动力电池的安全性具有重要影响,其中挤压变形是导致车用动力电池发生短路失效的重要因素之一.从方形磷酸铁锂电池的详细结构和内部短路失效机理出发,分别对电池整体和局部受压两种典型的挤压载荷进行试验,并结合其力-变形响应、电压和温度的变化关系分析电池的失效特征.建立方形磷酸铁锂电池内芯的新型本构方程和电池的有限元模型,对平面挤压和局部压痕载荷下电池的变形响应进行数值分析.结果表明,所建立的模型合理地表征了磷酸铁锂电池在挤压条件下的基本力学特性,并且能够预测局部受压形式下电池内部短路的发生时刻和失效位置.研究为方形磷酸铁锂电池在机械载荷条件下的变形响应特性和电池内部短路失效分析提供了参考,对提高电动汽车动力电池的机械安全性具有实际的工程意义.     

临时开口船体结构加强方案研究

临时开口船体结构强度分析具有重要的工程参考价值.采用有限元法建立船体结构数值模型,结合相关强度校核规范,进行临时开口船体结构强度分析,结果表明开口船体结构的抗弯扭方面的安全性必须引起重视.初步设计6种开口加强方案,通过对比总结了加强形式对结构强度的影响规律,并分析了加强横梁尺寸和开口边界加强对应力和变形的影响规律.通过...     

高温浇注环境下钢桥面温度场及温度变形效应分析

采用数值模拟的方法研究浇注式沥青混凝土摊铺时钢桥面摊铺温度场及温度变形效应.建立钢箱梁温度场模型,对浇注式沥青混凝土摊铺过程中钢桥面温度场分布规律进行了数值模拟,拟合出最不利温度荷载公式.根据时空等效原理建立考虑施工过程的温度荷载公式,计算钢桥面板的局部温度变形,并分析其对铺装效果的影响.研究结果表明,摊铺10 min后钢板局部迅速升温至120℃,并在17 min后达到最大温度123℃,此阶段摊铺温度对钢板结构的影响较大;摊铺区域钢板会产生局部温度变形,最大竖向变形达到7.5 mm,使摊铺层局部厚度有偏差,模拟值接近1 mm.     

简支钢梁在火灾下结构响应的分析及验证

采用有限元方法,模拟了H型简支钢梁在火灾下的结构响应,得到了瞬态温度场分布和梁挠度、转角和轴向变形的瞬态变化曲线,与试验结果比较,二者吻合,表明该方法正确可行,能够准确地预测梁出现屈曲失效的温度和时间,为火灾下钢结构的力学特性分析提供了一条行之有效的方法.本文还进一步分析了不同载荷对火灾中梁结构性能的影响.     

混合电动车用MH/Ni电池组热效应仿真及应用研究

对MH/Ni电池组(结构A)的充电热效应进行了分析,采用FLUENT软件模拟的方法,研究了两种新型MH/Ni电池组结构(结构B和C)热管理的通风冷却效果.根据计算,分析了流动回流因素对温度场的影响,并提出了结构改进建议.热管理系统C型在电池组充放电试验中的结果表明:8 A充电时电池组内温度升高小于5℃,温度差异小于4℃,系统冷却效果良好.     

甲板板格屈曲破坏下船体梁的可靠性计算

用结构可靠性理论来分析船体结构破坏是造船理论的又一发展,有着重要的意义。本文论述了由于甲板板格屈曲破坏而导致船体梁最终溃折的破坏方式,对用扶强材加强的板格在平面内压力作用下的三种失效模式以及相应的船体梁极限弯矩作了均值和变异的分析。本文还对构件尺寸、材料特性以及焊接残余应力等因素对板格和船体梁的影响,作了敏感性分析。本文分别以屈服和屈曲作为失效模式计算了两艘实船的失效概率。研究结果表明,在船体梁破坏中板格屈曲比屈服更易发生,这对我们令后进行船体结构系统分析有一定的参考价值。     

太阳辐射下弦支穹顶叠合拱结构的温度效应

编制程序分析了茌平体育馆弦支穹顶叠合拱结构中室外钢拱在太阳辐射下温度场分布规律,结果显示太阳辐射下钢拱温度场为非均匀温度场,截面温度梯度和杆件平均温度较高.采用考虑太阳辐射影响的温度场研究了弦支穹顶叠合拱结构的温度效应,得到夏季太阳辐射对结构的温度变形和温度应力影响极大,且考虑太阳辐射影响的温度荷载为结构的控制荷载等重要结论.对支座约束刚度、钢拱合拢温度、钢拱刚度等影响弦支穹顶叠合拱温度变形和温度应力的参数进行了参数分析,研究表明,支座约束刚度对支座反力影响极大,但对结构温度变形和温度应力影响较小,钢拱合拢温度和钢拱刚度取值对结构的温度变形和温度应力影响极大.     

温度对隧道初期支护安全性的影响

在已建立的隧道支护结构可靠性评价的位移方法中,将测量得到的支护变形都视为是由于荷载引起的.但是,除荷载产生的变形外,初期支护的变形还与隧道所处的温度场有关.本文在前期研究基础上,探讨了喷混凝土的温度变形对隧道安全性的影响.首先,按平壁法从理论上研究了隧道围岩的热传递规律,根据理论分析结果和现场实测数据确定了隧道围岩日、月、年温度变化的影响深度.然后,提出了支护温度的计算公式,给出了围岩和喷混凝土的热力学参数.随即推导了支护温度变形的计算公式,列出了支护结构截面失效的功能函数.最后,进行工程实例分析.结果表明,当日间温度差或日内温度差超过5℃时,工程中应考虑温度的影响.本研究提高了施工期隧道喷混凝土支护安全性评价位移方法的计算精度.     

缸内直喷LNG发动机工作过程的数值模拟

以一台4气门车用汽油机改装的缸内直喷LNG发动机为研究对象,应用STAR-CD软件建立了缸内直喷LNG发动机工作过程的计算模型,对其工作过程进行了数值模拟,并分析了缸内直喷LNG发动机工作过程中缸内流场的动态特性及其温度场、压力场的变化.结果表明,在进气过程,进气道和气缸内会出现强烈的湍流运动;随着进气过程的持续,缸内压力会变得均匀;燃烧过程中,气缸内局部会出现温度过高.     

内置高温热管热防护结构的传热防热机理

采用内置高温热管进行热防护是一种新型高效热防护技术。该文首先给出了内置高温热管热防护结构的工作原理,建立了其结构模型温度场的计算方法,并对典型工况下的结构模型进行了温度场分析,进而研究了弦向热管失效对结构温度场的影响,同时对影响温度场和热防护效果的主要结构参数进行了计算分析。研究结果表明:采用稳态分析方法对结构进行设计计算和安全性评估是偏于安全的;机翼展向的热管不仅能极大地提高热防护的效果而且可以提高结构的可靠性;另外影响热防护效果最关键的参数是驻点与高温热管之间的最小距离。     

双离合器自动变速器电控单元的温度场及优化设计

针对双离合器自动变速器DCG(dual-clutch gearbox)电控单元TCU(transmission control unit)设计的高可靠性要求,应用基于有限体积法的热分析软件Flotherm对TCU进行热分析,得到TCU在不同环境条件下的温度场分布.针对存在的局部温度过高现象对TCU进行结构优化,使TCU的工作温度降低到许可范围,保证TCU的高可靠性设计要求,同时通过物理实验来予以验证.实验表明:对TCU的仿真分析以及结构优化是合理正确的,能有效降低TCU局部高温,提高TCU运行可靠性.     

日照作用下汽车起重机吊臂结构的热—力耦合分析

日照辐射会使汽车起重机吊臂产生旁弯现象.基于ANSYS对日照作用下的汽车起重机吊臂结构侧弯挠度进行了进热—力耦合分析发现:温度场的引入对结构应力影响不大,而吊臂结构侧弯挠度对温度变化相当敏感,而且局部温度分布均匀性对结构侧弯挠度影响很大.此外,在一天当中吊臂结构侧弯挠度变化具有双波峰现象.分析结果可以对结构设计提供一定的参考.