轴向承载力作用下非粘结柔性立管的侧向失效分析

利用非线性有限元方法研究柔性立管在轴向承载力作用下的失效特性,采用实体单元模拟柔性立管抗拉铠装层、强结构带层和外部聚合物层,并考虑材料非线性、几何大变形、接触和摩擦等非线性效应的影响,通过数值模拟分析了柔性立管抗拉铠装层的螺旋钢带数、摩擦系数和外部聚合物层厚度等因素对非粘结柔性立管的失效模式和轴向承载能力的影响.结果表明:与采用部分螺旋钢带的简化模型相比,在抗拉铠装层采用全螺旋钢带数目的模型的失效过程更为复杂,其轴向承载力出现了多个峰值;摩擦系数对立管失效模式的影响很大,摩擦系数较小时立管为侧向失效,摩擦系数较大时立管为径向失效;外部聚合物层厚度对立管侧向失效时的最大轴向承载力影响有限.     

含分层损伤复合材料圆柱壳非线性动力响应

基于一阶剪切变形理论,由Hamilton原理推导出包含横向剪切变形以及初始几何缺陷的圆柱壳非线性动力方程.复合材料圆柱壳上的初始几何变形以初始几何缺陷的方式描述并引入方程,针对破坏子层进行刚度折减,并求得脱层损伤的等效刚度矩阵.采用半解析法求解方程,其中位移及载荷沿周向级数展开,由Galerkin方法得到微分方程组,通过有限差分法求解;分析初始几何变形、伴随脱层及子层破坏等损伤形式对复合材料圆柱壳非线性动力响应的综合影响.     

钢闸门结构时变刚度模型及其可靠度评估

基于可靠性原理，建立了水工钢闸门结构正常使用极限状态刚度可靠度分析的极限状态方程，提出了钢闸门结构刚度可靠度分析的3种计算模式．对影响钢闸门结构构件刚度衰减的主要因素——钢材锈蚀进行了统计分析，得到了锈蚀规律，并进一步分析得到了闸门构件刚度的衰减模型．以受弯构件为例，采用JC法对其刚度可靠指标进行了计算分析．结果表明，其刚度可靠指标满足结构可靠性总原则的要求，且露顶门的刚度可靠指标大于潜孔门的刚度可靠指标，从而初步确定了现行水工钢闸门设计规范正常使用极限状态的刚度目标可靠指标。     

船舶驾驶失效搁浅概率的混合事件树分析

针对传统事件树不能分析和考虑人因错误为主的基本事件的发生概率及其敏感性和不确定性这一问题，通过引入模糊错误率及模糊错误概率的概念，将传统事件树中人因错误为主的基本事件的发生概率用模糊错误率表示，非人因错误为主的基本事件的发生概率用模糊概率表示。采用混合事件树方法得到了船舶驾驶失效引起的搁浅的模糊概率，定义了模糊敏感性和不确定性因子并对其进行了分析，制定了减小船舶搁浅事故发生概率的相关措施。计算结果表明，本文提出的方法在处理包含人因错误为主的事件的船舶搁浅概率计算问题时是有效的。     

均布载荷下固支加筋板结构的大变形

对计及膜力影响、受均布载荷的四周固支矩形加筋板组合结构进行了刚塑性大变形分析．首先对变形模态建立了判别条件；进而根据变形模态和塑性铰线的内能耗散获得了残余变形的估算公式．经实例计算，并与ＡＤＩＮＡ程序计算结果作了比较，获得了变形模态和最大残余变形值均相当一致的好结果．     

复合材料圆柱壳的轴向非对称冲击动力屈曲

由Ｈａｍｉｌｔｏｎ原理导出色含初始几何缺陷的复合材料圆柱壳的非线性动力方程;Ｇａｌｅｒｋｉｎ方法得到以位移形式表达的动力屈曲控制方程,通过有限差分方法求解,并由类似Ｂ－Ｒ准则方法判断动力屈曲是否发生,讨论了冲击速度、初始几何缺陷等因素对动力屈曲可能产生的影响,结果表明,冲击速度较高时,应力波对动力屈曲的特征有显著影响,初始几何缺陷使得动力屈曲更易发生。     

全耦合深海平台系统中液压张紧器的数值模拟

基于利用ABAQUS开发的平台/系泊索/立管全耦合分析程序,研究应用于深海平台系统与顶端张紧式立管连接的液压张紧器的数值模型.对数值模拟液压张紧器中的刚度非线性效应、摩擦效应以及平台、张紧器和顶端张紧式立管的耦合连接方式进行了研究,提出了非线性液压张紧器模型.通过张紧器线性和非线性模型结果的比较,得到了非线性效应对立管和平台响应的影响,对提高顶端张紧式立管极限强度和疲劳寿命的预报精度有一定的帮助作用.     

基于全耦合模型和管土作用模型的深海悬链线立管触地区域疲劳特性分析

利用建立的浮体、立管和系泊索全耦合模型预报悬链线立管(SCR)的顶端响应,并作为立管详细有限元模型的顶端边界条件,进行疲劳响应分析.在全局有限元分析中,SCR与海床的相互作用通过开发的触地单元模拟,该单元能够考虑海床吸力的产生和释放过程,以及海床沟槽的形状.针对不同的海床参数,计算了SCR触地区域的响应,并通过雨流计数法进行了疲劳损伤分析,得到了触地区域的疲劳损伤对海床参数的敏感性.     

基于风险的船体结构腐蚀检测规划

提出了基于风险的船体结构腐蚀检测的基本理论框架以及构件修复度的概念．采用贝叶斯方法分析了船体结构在检测及维修后的可靠性更新．建立了构件检测及维修策略的决策树．通过比较不同检测及维修策略的期望费用确定出了最优的检测及维修策略．在此基础上，对检测及维修策略的决策结果进行了敏感性分析，推导了有关的计算公式．计算结果表明，所提出的方法在选择检测及维修策略时是有效的，而且不同的费用取值对决策结果的可靠性和稳定性有明显的影响．     

一种工程结构的鲁棒优化设计方法

在结构优化的过程中结合鲁棒设计的思想，考虑了不确定因素的影响，在取得目标的最优解的同时，使该目标在可行区域内对变量的变化不敏感。针对目标函数及约束函数的鲁棒性，将工程结构鲁棒优化问题描述成双目标优化问题，采用带权无穷范数理想点法求解该双目标鲁棒优化问题的Pareto最优解。两杆支架的设计结果表明，鲁棒优化设计的结构不仅具有更高的质量，且在设计时具有很强的灵活性。