初速度对被撞船舷侧结构影响

采用ANSYS/LS-DYNA建立了两船发生侧向对中垂直碰撞的非线性有限元模型,模型中考虑了材料非线性、几何非线性等因素;并以所建立的非线性有限元模型为基础,对被撞船舷侧结构碰撞性能进行了仿真研究,得到了碰撞力和能量随碰撞船位移变化的关系曲线,重点研究了碰撞船初速度的影响.数值仿真结果表明,不同的碰撞船初速度会导致被撞船舷侧结构产生不同形式的变形和不同程度的损伤.同时,通过仿真计算得到了某一确定碰撞情景下被撞船舷侧内、外壳破裂的临界速度,可以为海事部门制定海上限速避碰规则提供依据.     

撞击速度对载货油船舷侧碰撞损伤的影响分析

为探究撞击速度对载货双壳油船舷侧结构碰撞损伤的影响,运用非线性有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立载货油船碰撞数值模型,在此基础上通过对碰撞过程中产生的碰撞力、结构吸能、舱内液货动能以及撞深变化等参数进行对比分析,阐述撞击速度对载货状态下双壳油船碰撞损伤的影响。研究结果表明,在双壳油船碰撞性能的研究过程中,撞击速度对载货双壳油船舷侧损伤具有重要影响作用。     

基于STAMP模型的浮动核电站小破口事故安全分析

为防止浮动核电站小破口事故发展成严重事故,保证浮动核电站上的堆芯和人员安全,基于STAMP模型针对浮动核电站构建小破口事故控制结构模型,从安全控制角度对浮动核电站小破口事故进行安全分析。通过构建小破口事故STAMP控制与反馈模型,识别小破口事故的安全风险,找出潜在的不安全控制行为,总结分析发生小破口事故可能存在的失效原因,为系统有效改进提供参考意见。     

波浪对船舶碰撞影响研究

船舶碰撞多发生在一些比较恶劣的海况下,事实上碰撞过程是碰撞作用和外部环境荷载作用的耦合.基于非线性有限元方法,建立了考虑波浪作用的船舶碰撞模型,对碰撞过程进行了数值仿真模拟.将有无波浪存在下的碰撞结果进行了对比,并分析了波浪波高以及波浪入射角度对被撞船舷侧结构的影响.结果表明,在一定情况下波浪对碰撞过程有不利的影响,并从工程角度给出一些指导建议.     

三用工作船与平台桩柱侧碰时船体结构的动力响应分析

侧碰状态是三用工作船与海上平台桩柱碰撞中最危险的工况之一.文中采用结构有限元分析对侧碰状态下船体碰撞区的结构动力响应进行时域数值仿真,对侧碰过程中船体结构损伤变形的动态变化、碰撞能量的转换、造成船体结构破坏的主要原因、结构破坏特征与破坏形式、碰撞区不同结构抵抗撞击力所起的作用等进行观察,并对侧碰工况下船体结构碰撞损伤的力学机理进行研究.数值仿真结果表明:碰撞引起的船体结构损伤表现出一种明显的局部影响特征,结构的损伤主要发生在碰撞区内和附近区域,远离碰撞区域的构件受碰撞作用的影响很小;发生侧碰造成结构破坏时,撞击船运动动能主要转变成为以碰撞区舷侧结构的拉伸、弯曲、褶皱、结构破坏等为表现形式的舷侧结构内能,碰撞区平行结构组比垂向结构组承担了更多的碰撞载荷.     

连续斜交梁桥地震下碰撞效应分析

从连续斜交梁桥震后普遍的落梁震害和平面旋转现象出发,提出一种带碰撞单元并考虑竖向、水平及扭转刚度的单梁简化模型.以一座3m×30m连续斜交梁桥为工程背景,通过动力特性分析和地震下考虑碰撞效应的非线性时程分析,将简化模型的计算结果与精细化板单元有限元模型的结果进行对比.研究结果表明:该简化模型不仅能较准确地计算结构的动力特性,还能较准确计算斜交梁桥在碰撞下的非线性位移,反应碰撞后桥面的平面旋转现象;碰撞刚度在一定范围内对非线性位移不敏感,可采用主梁轴向刚度为碰撞刚度,但梁端截面最外缘的碰撞单元对非线性位移较敏感,需保证在梁端截面最外缘处设置碰撞单元.     

汽车车身碰撞性能的有限元仿真与改进

在碰撞仿真理论的指导下,以某型号小客车为研究对象,建立了整车正面碰撞有限元模型,并按照国家汽车安全法规CMVDR294的要求进行了整车正面碰撞试验的数值仿真,结果显示,与试验结果取得了较好的一致。根据仿真计算结果,对发动机罩及其铰链进行结构和材料两方面的改进设计,改善了发动机罩的变形吸能模式,在此基础上,为了更全面评价整车结构的耐撞性能,建立了整车偏置碰撞有限元模型,进行了偏置碰撞的数值模拟分析,计算了车身变形及其吸能特性。根据仿真计算结果,对前纵梁和前轮罩进行结构改进设计,提高了其吸能能力。     

浮动核电站放射性核素在海洋中迁移机理研究

为了研究放射性核素泄露到海洋中的迁移规律,针对浮动核电站在海上发生严重事故这一情况,提出了基于瞬时点源约瑟夫模型的改进核素迁移模型,考虑海洋中放射性核素衰变和浮动核电站移动这两个因素。并以核素~(137)Cs为例,研究核素~(137)Cs在发生核事故后在海洋中的迁移扩散机理。研究结果表明浮动核电站发生核事故后,放射性核素浓度的空间分布呈现椭圆形,且沿着船舶运动轨迹方向的放射性核素浓度比其垂直方向上的浓度高,并向四周递减扩散。改进的核素迁移模型可为海洋应急监测工作提供参考,实现对浮动核电站核事故发生后应急监测的研究。     

应变率敏感性对船体结构碰撞性能的影响

采用Cowper-Symonds本构关系,运用非线性动态响应分析程序MSC/DYTRAN对某集装箱船双层舷侧结构的碰撞进行了系列计算,研究了材料应变率敏感性对船体结构碰撞性能的影响.结果表明,在2m/s以上的碰撞速度下,应变率敏感性使船用钢材的屈服应力提高了近50%,而内壳破裂时双层舷侧结构的吸能几乎提高1倍,但碰撞中构件的损伤模式和失效次序却没有改变.因此,在将屈服应力适当增加后,仍可将准静态方法用于船舶碰撞分析.     

油船舷侧局部结构冗余度研究

为研究油船舷侧局部结构的破坏机理,建立冗余度评估方法,预报油船舷侧局部结构失效后的安全性。基于冗余技术的并行原理,在三舱段分析模型的基础上,进行油船舷侧局部结构失效路径判断,并基于后屈曲理论和非线性有限元方法,应用储备冗余度因子作为结构冗余度的表达形式,对油船舷侧局部结构冗余度进行研究。结果表明：初步得到油船舷侧局部结构的失效路径符合实际,其中舷侧横框架失效,会随即引起舷侧结构整体失效,需要引起关注;目标船的舷侧局部结构冗余度计算结果不满足要求,与本文失效路径判断结果一致。     

摩擦型高强螺栓连接受力性能有限元分析

利用有限元分析软件ANSYS9．0建立高强螺栓连接的简化模型,对高强螺栓连接形式进行计算分析,重点考虑几何非线性影响,在模型中建立钢板与连接板、连接板与垫圈、垫圈与螺母及螺帽之间的接触单元,对结构的非线性接触行为进行模拟。通过对有限元计算结果的分析,对摩擦型高强螺栓连接的适用性进行评价,并重点比较分析主滑动发生前后,高强螺栓的受力性能。其分析结果为工程实际提供一定意义的参考。     

汽车正撞的数值模拟及实验验证

为了在汽车的设计阶段使被设计车辆更好地满足耐撞性的要求,以某汽车为研究对象,采用动态大变形非线性有限元模拟技术,模拟了该车正面撞击刚体墙的过程。与已完成的该车实车正面碰撞结果进行了对比分析,验证了所建立的有限元模型的正确性。在此基础上,进一步建立了该车转向系、简化的车体和混三型假人的多刚体系统,通过应用多刚体动力学技术模拟了发生碰撞时假人的动态响应并得到了其损伤指标。最后根据模拟计算得到的结果对该车前部结构的耐撞性进行了评价,并提出了结构的改进方案     

极限安全地震动下核电站安全壳楼层反应谱

核电站安全壳结构的抗震分析对核电站设计和安全性评估起着至关重要的作用。采用ABAQUS有限元分析软件,对核电站CPR1 000安全壳结构建立精细的三维有限元模型,在极限安全地震动下使用时程法进行非线性抗震分析;选取一些关键楼层位置的代表点计算结构的楼层反应谱,分析比较不同目标阻尼比对楼层反应谱的影响。结果表明:所建立的三维有限元模型能够真实有效地反映结构抗震分析时的具体响应,并且在极限安全地震动作用下仍然保持完整性,分析得到的结构楼层反应谱可作为子结构抗震分析的输入数据。     

脱硫塔结构抗震分析中的简化模型研究

利用有限元分析软件ANSYS,对河南三门峡电厂烟气脱硫塔进行结构计算分析.根据等效模型和原结构的动力特性应尽可能保持一致的等效原则,推导了脱硫塔结构简化模型理论计算公式,建立一维简化等效模型,并对其进行地震反应数值分析;通过与原结构计算结果的比较,验证了简化等效模型的合理性.     

考虑楼层刚度的伸臂结构力学性能

针对带伸臂框架-核心筒的结构方案设计提出了一种考虑普通楼层刚度的简化计算方法,并将此方法与有限元模型计算结果进行对比 . 在此基础上对楼层数量、楼层刚度比、伸臂刚度比、伸臂跨度比及高跨比等参数影响规律进行分析,提出了考虑普通楼层刚度的等效核心筒刚度比计算公式,并分析对比了其对伸臂结构动力性能影响规律. 结果表明：简化计算方法与有限元模型计算结果吻合较好,相对未考虑普通楼层刚度情况误差率减小 20%;提出的等效核心筒刚度比公式能较好地估计普通楼层对整体刚度的贡献,能满足工程方案设计精度要求,且拟合的等效核心筒刚度比计算公式能简化结构动力分析,近似估计伸臂结构动力特性,为带伸臂框架-核心筒的结构动力分析提供简单的实用分析方法和理论依据.     

船舷侧板遭球鼻首撞击时的刚塑性分析及简化计算

本文从碰撞变形机理出发,采用薄膜理论,以数学表达式来描述舷侧板遭受球鼻首撞击时的变形模态,分别导出了舷侧板大变形下的撞击力P(λ),撞击能U(λ)和最大残余变形λ的理论公式;文中还从工程应用出发,导出了简化计算的解析式;经过实验验证,理论公式和简化计算公式,均与实验值吻合较好.     

简支梁桥有载频率研究

为研究简支梁桥的自振特性及车-桥系统的有载频率,首先进行了简支梁自振频率的理论分析,然后采用有限元方法建立了简支梁计算模型,将结果与实测值进行对比,优选出合适的有限元计算方法.将车辆简化为集中质量块,建立了质量块-简支梁系统有限元计算模型.通过软件计算分析,得到桥梁结构的振动模态和不同车辆位置下的有载频率.将有限元分析...     

HEV侧面碰撞安全性仿真和试验

针对混合动力电动汽车(HEV)的结构和特点,建立了车辆侧面碰撞有限元仿真模型,并对其侧面碰撞安全性进行了相关研究。以仿真分析结果为参考基础,以提高整车侧面碰撞安全性为优化目标,运用径向基函数神经网络技术建立了某款混合动力电动汽车的优化计算函数,对车辆侧面碰撞安全性能相关的结构参数和乘员约束系统进行优化计算和影响性分析;以优化计算的结果为指导,对该款混合动力电动汽车的安全结构设计方案进行了调整和优化,以全面提高侧面碰撞的被动安全性;将优化设计后的混合动力电动汽车进行实车侧面碰撞试验,并将实车碰撞试验结果与仿真侧面碰撞试验计算结果进行对比分析。研究结果表明:建立的混合动力电动汽车的仿真优化模型具有较高的计算精度,如非碰撞侧B柱实测碰撞加速度值与仿真分析值相差仅2.2%,优化计算函数的仿真计算结果是可靠的,优化设计后的混合动力电动汽车侧面碰撞安全性明显提高。     

地震作用下桩-土-结构相互作用的分析

本文基于集中质量法,将桩周围土体简化为弹簧和阻尼器,用大型商用软件ANSYS对一六层框架结构进行有限元建模。建立了两种简化模型：刚性基础模型和考虑桩-土-结构相互作用模型,并分别对两种模型进行了时程分析。计算分析表明,桩土结构相互作用对系统的地震时程反应有一定影响。其结论为可为工程设计提供参考。     

桥梁固定式防撞钢套箱能力曲线的解析计算方法

基于船-船碰撞解析研究,分析了钢套箱竖向外板、横肋、竖桁等构件的变形机理与破坏模式,讨论了钢套箱在不同撞击位置下的撞击力差异. 结果表明：由于钢套箱与船舶舷侧结构的尺寸差异,其横竖桁排布密、间距小,使得撞击点处相邻构件能够很快参与受力,不同撞击位置下的撞击力差异并不显著. 结合不同外形船艏撞击下的钢套箱受力情形,建立了典型的碰撞场景模型,提出了同时适用于带球艏船舶、楔形艏船舶撞击下的钢套箱抗撞性能的解析计算方法. 采用提出的解析计算方法,计算了固定式钢套箱在不同外形船舶撞击下的撞击力-撞深曲线,通过与精细有限元分析结果对比表明：解析计算方法的结果与精细有限元分析结果较好地吻合,证明了解析方法的有效性.