舟桥结构用铝合金的焊接试验

针对舟桥承重结构备选铝合金,进行实验室焊接试验,获得了氩气和氦一氩混合气保护下相应的焊接工艺参数,对焊接接头的强度、硬度等性能进行了试验检测和分析;进行大型多腔铝合金型材的焊接工艺试验,确定了铝合金舟桥甲板的合理制造工艺。     

铝合金夹心板甲板结构荷载横向分布作用及其试验研究

根据铰接板理论,分析了横向荷载作用下,铝合金甲板结构中铝合金夹心板的互相作用及其荷载分布,并与试验结果进行了对比分析.理论和试验研究表明,铝合金夹心板拼接形成的甲板结构,在横向荷载作用下具有明显的相互作用.分析计算甲板的受力性能时考虑横向荷载分布的影响,能比较好地反映甲板的整体受力性能,对甲板的优化设计具有重要的作用.     

泡沫铝／PC树脂／铝合金叠层复合材料及其制备方法

江苏大学的“泡沫铝／PC树脂／铝合金叠层复合材料及其制备方法”技术被授予国家发明专利．本发明涉及一种新型的碰撞安全材料，特指泡沫铝／PC树脂／铝合金叠层复合材料及其制备方法，可用于汽车保险杠、外壳等部件．其以LY12型铝合金板、PC树脂及泡沫铝为原材料；以铝合金板／泡沫铝厚度比1：3～1：5，填充PC树脂，采用热压固化工艺制备而得．本发明冲击性能出色，且铝合金表面无喷漆方面的技术难题，工艺简单密度小，比强度、比刚度高，价格便宜，性能／价格比高．根据性能的要求，调整泡沫铝、树脂及铝合金板的比重，可以得到不同的性能设计．     

应用MARC软件进行叶片／盘组件三维接触有限元分析

用大型通用软件MSC／MARC对叶片／盘组件进行了三维接触有限元分析，给出了某些工况下其应力分布规律，并对接触分析的计算结果与常规方法所得计算结果进行了比较分析。结果表明接触有限元分析更符合实际情况，计算结果更可靠。     

基于动力学仿真的反击式破碎机锤板优化

为了减少反击式破碎机锤板的材料用量，用MSC.Dytraa对某型号反击式破碎机转子与矿石的碰撞过程进行了动力学仿真。对碰撞过程中锤板的强度与刚度进行了分析，利用仿真结果对锤板进行了结构优化。优化后在满足材料强度条件基础上有效减少了锤板材料用量。结果表明：MSC．Dya-an可以较好地对反击式破碎机转子与矿石的碰撞过程进行动态仿真，对反击式破碎机的合理化与轻量化设计有重要意义。     

船艏横向框架对船艏碰撞性能的影响

在船舶碰撞中，撞击船艏部结构和被撞船船侧结构都会发生损伤变形．为了了解横向框架对船艏结构的损伤形态、碰撞力及能量耗散的影响，利用非线性有限元仿真程序MSC／DYTRAN对有横向框架和无横向框架的某艏部结构的碰撞特性进行了比较．结果发现，横向加强材会限制船艏外壳及甲板的变形模式，以至于显著地影响到整个船艏结构的破坏特征、碰撞力和能量吸收．在进行碰撞分析时不可忽略．     

铝合金宏观断裂准则

为研究铝合金抗断设防，借鉴金属静水应力型屈服概念，给出了铝合金广义屈服椭球面的新诠释．基于三向等拉伸应力状态下铝合金屈服和断裂的重合性假设，导出了铝合金在三轴应力空间的椭球面断裂准则及参数量化方法，并给出了铝合金抗断设防图及广义屈服椭球面的物理解释．该断裂准则使铝合金在三轴应力空间的屈服和断裂两种破坏模式得到了统一，具有物理概念清晰、形式简单、便于工程应用的特点．铝合金开孔板断裂试验的数值模拟结果显示，该断裂准则具有较高的精度．     

工程结构的优化设计方法与应用

随着现有工程结构的日益大型化、复杂化、如何充分利用和完善现有的大型通用有限元法软件（如MSC/NASTRAN）的优化设计功能显得尤为重要，用MSC/PATRAN建立有限元模型，基于MSC/NASTRAN平台分别采用3种优化算法对经典算例，某卫星天线支撑架结构以及某舰船后桅结构进行了优化设计，采用的3种优化计算法分别为改进的可行方向法，序列线性规划法和序列二次规划法。结果表明，通过优化能够显著减轻一些结构部件重量，这对MSC/NASTRAN在实际大型工程结构优化设计方面的应用具有现实意义。     

卫星结构蜂窝夹层板的等效计算

在利用MSC／NASTRAN对卫星结构进行有限元计算时，必须对蜂窝夹层板进行预先的等效处理，等效处理的合理与否将直接影响到计算结果的可信度．为此，研究了3种不同的等效方法，即三明治夹心板理论、蜂窝板理论以及等效板理论，其中三明治夹心板理论方法只对蜂窝夹芯进行等效，而蜂窝板理论和等效板理论方法则是对整个蜂窝夹层板进行等效．分别采用这3种等效方法，对某铝蜂窝夹层板的2种工况进行了模态分析，并将计算结果进行了比较．结果表明，运用等效方法的计算结果非常接近于解析解，证实了等效处理方法的合理性和正确性．     

飞机整流罩蒙皮局部屈曲优化设计研究

针对飞机整流罩结构首先进行初步设计。采用铝合金薄蒙皮的形式,应用MSC.Nastran分析模块进行静力和线性初始屈曲计算,给出整流罩结构的特征值和局部失稳模态。研究了尾翼主结构变形对整流罩蒙皮稳局部屈曲的影响作用。最终整流罩蒙皮采用蜂窝夹层结构,解决了整流罩局部失稳的问题;同时制定出蜂窝夹层厚度的优化设计方案。通过数值优化计算,给出了整流罩蒙皮稳定性约束条件下的优化设计结果。     

随机环境下公交调度问题双层规划模型与算法

提出一种以随机环境为基础并能适用于实际公交调度的优化方法.考虑公交线路运营环境下的随机因素,建立一个尽可能使乘客和企业综合满意度达到最大的双层规划模型,并通过智能算法进行求解.算例研究表明,模型和算法具有可行性和有效性.在车型、发车时间间隔、运营费用等因素组合情况下,以实际站点统计数据为基础,能够快速给出优化结果.      

舰载直升机系留优化设计

在系留计算的基础上，对舰载直升机系留进行了优化设计．建立了合理的优化设计数学模型，对系留方案的优选和舰甲板系留点位置的调整分别采用了筛选法和逐步调整的试算法，进一步改进了舰甲板系留点的布置，使系留索的张力分配合理．优化设计计算取得了满意的结果     

基于小生境Pareto遗传算法的混凝土桥面板维修优化

混凝土桥面板是桥梁组成部分中最易损坏的结构单元,维修频率最高.研究了在各种约束条件下如何得到混凝土桥面板最佳维修策略问题.建立了桥面板维修的多目标优化模型,同时满足费用最小化以及性能最大化等多个相互冲突的目标,并采用小生境Pareto遗传算法(NPGA)求解.结果表明,基于NPGA的桥面板维修优化方法提供了一系列可行解供桥梁管理者根据偏好进行挑选,增加了维修策略的选择范围.这种方法既可以避免单目标优化无法考虑其他影响因素的缺点,又可以克服多目标优化传统解法的某些不足,提高了维修决策的科学性、合理性,适于指导桥梁维修工程实践.     

基于MSC.PATRAN的壁板结构强度校核系统

在得到飞机壁板结构的有限元分析结果之后,需要利用工程方法对此计算结果进行评估,最终得到壁板结构的强度评估结果。以有限元软件MSC.Patran为平台,利用其二次开发语言PCL(PATRAN Command Language),通过自动加载编译函数文件、用户自定义菜单和图形界面和读取结果等技术,开发了飞机壁板结构强度校核系统。使用此系统对某些典型的壁板结构案例进行了分析,结果表明该程序不仅能够满足较大范围内的各种飞机壁板结构的强度校核要求,而且还可以大大提高飞机设计者的工作效率。     

复合材料加筋壁板轴压屈曲稳定性研究

为研究复合材料加筋薄壁结构在轴向压缩载荷下的稳定性能,应用有限元软件MSC.PATRAN／NASTRAN对该型结构建模并进行屈曲计算,得到结构的失稳屈曲临界载荷和屈曲模态;通过对复合材料加筋壁板进行轴向压缩试验,对其屈曲形式、失稳载荷、破坏过程及破坏载荷进行了研究,试验所得局部屈曲载荷与计算结果较吻合,说明建模方法的合理性。试验分析表明复合材料加筋壁板具有较强的后屈曲承载能力,可以用有限元模拟方法来对该型结构的稳定性能进行分析。     

复合材料路面板弹性等效模型

利用弹性力学的刚度等效原理,将结构复杂的复合材料路面板简化为材料均匀的正交异性板,建立弹性等效模型,为此类问题的具体分析提供一种简明规范的方法。利用弹性力学理论,首先计算出中间方形管粘结板的各向刚度,将其等效为相同尺寸的正交异性板,由刚度相等,推导出了等效板的杨氏模量、切变模量和泊松比等结构属性的计算公式;在此基础上,将整个路面板等效为正交异性板,建立了等效板的材料属性公式化计算模型;最后,选用一块具体的路面板,利用有限元分析软件ANSYS,建立路面板和等效板的有限元模型。结果表明:从均布荷载作用下两模型的变形比较图可以看出,路面板模型的最大变形为-14.73 mm,等效板模型最大变形为-13.97mm,两者相差5.2%。由于等效板模型对变形作了一定假定,引起板刚度增大,所以计算出的位移减小,其误差是可以接受的,由此证明了弹性等效模型是正确的。     

混凝土桥梁面板维修的折衷规划优化

为制定合理的混凝土桥面板维修策略 ,提出一种基于折衷规划的多目标优化方法。建立多目标优化模型 ,使其在资金、人力、设备等资源的约束下 ,同时满足维修费用最小化以及性能最大化等多个相互冲突的目标 ,并且考虑了桥梁面板性能随时间衰减的非连续性 ,以及不同目标函数之间的相对重要性。从实例结果可以看出 ,该方法避免了单目标优化无法考虑其他影响因素的缺点。折衷规划的优化方法适合于混凝土桥面板维修优化的实际工程应用     

三跨上承式预应力混凝土拱桥优化设计

在分析预应力布置位置对三跨上承式拱桥内力和拱脚推力影响的基础上,阐明了该类桥型预应力筋的布置原则.同时,为在设计时考虑减小拱脚不平衡推力这一因素,提出了基于敏感性分析的首控截面应力双控设计法、首控拱脚净推力双控设计法以及直接利用优化理论进行设计等3种合理优化设计方法.这些设计法针对该类桥型的特点,利用在拱顶梁中分别布置一定数量的上下偏心的预应力筋来优化结构的内力和满足各部分的位移限制要求.通过对南京三山桥工程的设计计算,表明该设计方法完全可以满足设计要求,并可供相关工程参考验证.     

UHPC矮肋桥面板抗弯性能研究

为研究UHPC矮肋桥面板的抗弯性能并验证其在多跨大跨连续梁中的适用性,以滨州黄河大桥为背景,提出两种UHPC矮肋板方案（平均板厚分别为16.4 cm和14.3 cm）.首先建立实桥有限元模型,得到实际荷载作用下桥面板UHPC应力和栓钉剪力.接着,进行足尺抗弯试验,获得矮肋板从加载至破坏的过程中裂缝萌生与发展特征、荷载-位移曲线和应变分布规律等.试验表明,底部钢板的设置可以有效限制UHPC裂缝的发展,在钢板屈服前裂缝宽度呈线性发展;两种方案开裂应力分别为16.8 MPa和15.6 MPa,经过实桥有限元计算得到两种桥面板方案的纵向受力安全系数分别为2.2和1.5;钢板屈服后主裂缝迅速出现,最终桥面板纵肋受拉裂缝快速发展,顶面出现受压裂缝,认为试件破坏;然后,考虑UHPC材料受拉贡献,结合UHPC规范对结构抗弯承载能力进行验算,结果表明,当采用截面非线性方法并使用材料实际性能参数时,可以预测UHPC矮肋板的极限弯矩,计算值和试验值的比值分别为0.95和1.01.最终,对结构关键设计参数进行分析,结果表明,UHPC抗拉强度对极限弯矩的影响较小,增加钢板厚度是提高其极限弯矩的有效途径,窄而高的纵向加劲肋具有更高的受力效率.