全回转起重船吊索动力荷载及其对浮态及稳性的影响

针对起重船在波浪中作业时,船体运动激起吊索摆动产生的附加动力荷载将对船舶的浮态和稳性不利,以超大型全回转起重船"蓝鲸"号为对象,建立了水动力模型,对其在不规则波浪中的运动响应进行了计算.采用谱分析方法根据悬挂点与吊物之间的运动传递函数得到吊物运动的统计值,从而得到不同浪向、不同回转角度、不同吊索长度情况下的吊索附加动力荷载,并分析其对起重船浮态及稳性的影响规律.     

250t起重船打捞扒杆有限元强度分析

利用有限元分析软件建立了某内河250 t起重船打捞扒杆结构的有限元模型,通过直接计算方法对打捞扒杆在作业状态下的结构强度和稳定性进行了评估,以确定扒杆结构和性能的稳定性和安全性。首先进行了该非常规船舶的波浪载荷;其次,涉及起重船打捞扒杆作业状态下的载荷选取,然后评估了扒杆的强度和稳定性。该船打捞扒杆的强度评估方法与结果,可为今后此类内河小型起重船的臂架与船体结构设计提供参考依据。     

吊杆拱桥考虑结构缺陷及交通量增加的受力特性

为研究吊杆拱桥考虑结构缺陷及交通量增加条件下受力特性,以攀枝花倮果金沙江大桥为工程背景建立有限元分析模型进行相关计算分析。首先介绍了系杆类桥梁常见损坏模式及其影响因素,然后以倮果大桥为研究对象分别对由拱肋线形缺陷、吊杆线形缺陷、吊杆失效以及交通量增加引起的吊杆力变化进行计算分析。结果表明：吊杆力对拱肋竖向缺陷比对横向缺陷更为敏感;吊杆线形缺陷对短吊杆的影响比对长吊杆更为显著,在短吊杆中容易激起较大的次生弯矩及剪力;单吊杆失效将显著改变临近杆件的力学特性,短吊杆区域较长吊杆区域失效蔓延速度更快。交通量增加加速了结构的疲劳破坏。     

组合拱桥的吊杆拉力的简化计算方法

在忽略桥面结构的主梁与拱肋刚接点的转动对吊杆力的影响的情况下,推导出组合拱桥的吊杆拉力的简化计算方法,揭示这种结构体系的力学本质,也有助于设计者进行合理的概念设计.     

均布荷载作用下梁拱组合桥梁的实用计算

将外部静定、内部高次超静定的梁拱组合桥梁分解成梁拱闭合体和吊杆两种构件,并且将吊杆力假定为膜张力,通过力学方法求解得到下承式梁拱组合体系在均布荷载作用下挠度计算的实用公式及其修正系数,为设计人员理解梁拱组合体系的受力特性,在概念设计阶段确定较合理的结构参数提供了理论依据.     

圆柱在波浪中入水的数值模拟

为了研究波浪对圆柱入水过程的影响,采用二维CFD(Computational Fluid Dynamic)方法数值模拟了圆柱在规则波中的入水过程.该方法采用自由液面捕捉法和直角切割网格系统分别处理自由液面和物体动边界,结合推板造波和海绵阻尼消波原理而实现数值造消波,并分析波浪参数(波高、周期和圆柱入水时的波浪相位)对圆柱入水动力特性的影响.以在波浪中的起重船上悬吊圆柱入水作为工程应用实例进行数值模拟,研究不同工况下绳索的张力变化和重物的运动特性.     

考虑吊杆断裂过程的下承式钢管混凝土拱桥动力分析

收集并分析62座下承式钢管混凝土（CFST）拱桥的主要参数，构建6种不同跨径的下承式CFST标准拱桥. 采用MSC.Marc有限元软件模拟缩尺试验模型吊杆断裂的全过程，讨论动力系数计算方法及其取值. 确定6种不同跨径下承式CFST标准拱桥在短吊杆、次短吊杆及长吊杆分别断裂时剩余吊杆及加劲纵梁的动力系数取值. 研究结果表明：采用有限元软件MSC.Marc模拟下承式CFST拱桥吊杆断裂，最大误差仅为11.25%. 各吊杆分别断裂时，拱肋和加劲纵梁各截面均为断裂吊杆所对应位置动力响应最大；剩余吊杆为断裂吊杆的相邻吊杆动力响应最大. 下承式CFST拱桥剩余吊杆和加劲纵梁动力系数取值分别为1.75和1.80时，采用静力法计算结果与动力计算最大值基本一致，且计算结果偏于安全.     

榕江特大桥吊杆抗风性能评估

当风绕过非流线型断面的吊杆时,会产生漩涡和流动的分离,形成复杂的空气作用力,使吊杆出现纵向振动、横向振动或扭转振动。为确保榕江特大桥吊杆的抗风性能能够满足要求,分别建立了三维全桥和吊杆有限元计算模型,然后依据既有抗风评估理论,综合评估了吊杆的抗风性能。通过计算发现：长吊杆的涡激共振起振风速低于设计值,长吊杆的驰振临界风速也不能满足设计需要。计算结果为进一步对吊杆进行风洞试验研究以及设计合适的抗风措施提供数值参考。     

拱桥吊杆张力测试理论研究与误差分析

通过求解考虑拱桥吊杆弯曲刚度、转动惯量、剪切变形的振动微分方程,建立了频率与张力关系的方程.对频率方程进行求解分析,得出两端铰接的吊杆频率方程数值计算方法及其实用计算公式.通过和有限元法计算结果的对比,表明吊杆张力实用计算公式与吊杆条件的选取.详细分析了影响吊杆张力测试结果的主要因素,并指出了在工程实践应用中应注意的问题.     

辅助索对H型吊杆抖振控制分析

为研究辅助索对H形吊杆抖振控制的适用性,分别建立了安装辅助索前后单根H形吊杆有限元模型,采用时域分析法对不同风攻角和风速作用时吊杆应力状态进行数值计算。首先,采用谐波合成法生成脉动风场,获得H形吊杆的风速时程;其次,计算了H形吊杆关键节点的静风力、抖振力和自激力;最后,基于时域分析法,分析设置辅助索前后吊杆关键节点的轴向应力和应力幅变化。研究结果表明:H形吊杆的轴向应力在90°风攻角下最大;吊杆轴向应力增长幅度随风速增长而增大,并在风速超过10 m/s时急剧增大;安装辅助索可降低H形吊杆轴向应力约60%,降低应力幅超过50%。安装辅助索对H形吊杆抖振控制具有良好的减振效果和适用性。     

三种类型的3200m钻机井架抗扭特性分析

对在用的３２００ｍ钻机的塔型、Ａ型和Ｋ型井架抗扭特性进行了分析,以满足正在发展的顶驱钻机的需要。采用非线性计算方法对井架的杆件应力进行了计算。计算结果表明,承受压、扭联合载荷时,塔形井架的应力最低。与仅受压载荷相比,井架承受压扭联合载荷时,弦杆应力稍有增加,而非弦杆应力有较大的增加。加强局部井架杆件的承载能力,现有三种井架均可以满足顶驱钻井的需要。     

风荷载作用下石油井架的动力可靠性研究

用概率统计与结构动力学理论相结合的方法研究了石油井架在风荷载作用下的随机响应。根据首次超越概率理论,分别用Poisson公式和Vanmarcke修正公式求得了3200m前开口井架的动力可靠度,用计算实例证明了此方法及计算程序的可行性。     

面向对象有限元方法在仿真系统开发中的应用

基于面向对象方法，给出面向对象有限元类的定义，采用C＋＋具体实现空间框架结构静力分析、动力特性分析和稳定性分析的面向对象有限元程序，并成功地钭其应用于在役钻机井架仿真系统的开发中，利用开发的仿真系统对F320－A型和JJ250／42－K型石油钻机井架进行静力分析，动力特性和稳定性分析，得到结构在最大钩载作用下的应力和变形，结构的低阶固有频率和模态以及失稳载荷。计算结果与商用软件的结果一致，验证了方法的正确性和系统的可靠性。     

水流、波浪作用下复杂桥墩动力响应

为了明确水流和波浪作用下复杂桥墩动力响应特点,以某4柱桩柱式框架墩连续梁为依托,运用ANSYS建立桥梁（墩）-水耦合数值分析模型,分析桥墩在水流作用下绕流,对单墩和桥跨结构中该墩在不同流速、不同波高以及波、流联合作用动力响应进行研究。研究表明：绕流分析显示各墩柱速度场和压力场不对称;水流单独作用时,动力响应均随着流速和水深的增加而增大;与单墩相比,由水流产生的桥梁结构中桥墩动力响应小,且动力响应随流速和水深增加而逐渐增大;波浪单独作用时,单墩和桥梁结构中桥墩的动力响应均在波峰作用时产生最大值,在波谷作用时产生最小值;随着波高增加,桥墩和桥梁动力响应在波峰和波谷处动力响应最值随之增大;随着入水深不断增加,波浪对单墩和桥梁结构中桥墩的动力作用越显著;波、流联合作用时,桥梁结构中桥墩动力响应均随着波高和水深增加而增加,波峰时动力响应最值随着流速增加而增大,波谷时动力响应最值随着流速增加而逐渐减小,水流影响系数最大12.96%,表明波浪在动力响应中起主导作用;波浪波向和水流流向相同时,波、流联合作用动力响应并非两者单独作用叠加。     

波浪及水流共同作用下的泥沙运动

本文首先简单讨论了波浪及水流共同作用下床面剪应力的表达形式;然后对波浪及水流共同作用下泥沙运动的各种理论和研究现状作了评述;指出了根据河流输沙理论用剪应力替换方法推导波浪、水流共同作用时输沙公式的困难:当水流作用占主导地位时,结果是合理的,但当波浪的作用与水流的作用相当或波浪作用为主时,其结果是不可靠的.文中同时简单介绍了理论与现场和实验室观测资料的验证情况,提出了有待进一步研究的课题.     

内罐泄漏条件下LNG储罐预应力混凝土外墙时程分析

针对内罐泄漏条件下圆柱形预应力LNG储罐混凝土外墙,利用ANSYS软件建立储罐外墙有限元模型.在不同地震波作用下,将动液压力解析解与地震荷载同时作用于储罐外墙,进行动力响应分析.结果表明:地震波波形对结构动力反应的影响比较大.预应力筋效应能对储罐外墙起到抵消环向应力的作用.不同预应力构件在同种地震波作用下,同一位置同一时刻的环向应力大小相差为0.01%～3.81%;Taft波产生的环向应力较大.通过比较各构件的受力特性为实际工程配置预应力钢筋率提供理论依据和数值分析.     

地层条件下岩石动静力学参数的实验研究

在实际地层三轴应力和温度条件下 ,测量了 CX地区地表至 50 0 0 m深度砂、泥岩样品的静力学参数。对其中大部分样品进行了岩石力学和声波速度 (v P,v S)的同步测试 ,由此获得了在相同应力和温度条件下岩石的动、静力学参数。根据实验结果 ,讨论了在实际埋深条件下CX地区砂、泥岩的静力学参数、波速及动力学参数的变化特征 ,以及岩石动、静力学参数间的关系。     

超细木粉粉碎机电主轴的过盈配合量

为了保证发电用超细木粉粉碎机主轴达到精确的动平衡,针对内装式电主轴的工况条件,依据材料力学和弹性力学理论,分析电主轴的配合特性,推导出电主轴在静态和动态条件下的过盈量公式。分析表明,电主轴过盈配合量由静态分量和动态分量组成,低速时动态分量可以忽略,主轴的过盈量由静态部分确定;高速时主轴过盈量受离心力影响较大,主要由动态部分确定,离心力是影响过盈配合量的主要因素。     

隧道围岩稳定性及其支护作用分析

针对隧道设计中的围岩力学特性及其荷载效应、"支护-围岩"动态作用特点及支护结构体系的协同作用原理3个基本问题进行研究.首先基于对大量山岭隧道围岩变形监测结果的统计分析,指出围岩变形规律和基本特点,以隧道掌子面围岩变形加剧点、初期支护施作和围岩变形稳定作为3个关键节点对"支护-围岩"力学演化过程的作用特点进行分析.提出了"浅层围岩"与"深层围岩"组成复合围岩结构的新理念,对围岩失稳的动态特征进行阐述,并通过计算分析指出了隧道围岩失稳模式、失稳机理和失稳范围的确定方法.基于围岩失稳模式推导作用于支护结构的围岩荷载计算公式,它包括由浅层围岩确定的"给定荷载"和深层围岩传递的"形变荷载"两部分.建立支护结构体系的协同作用力学分析模型,分析了弹塑性条件下影响塑性区变化的关键因素,揭示了初步加固圈层与后续支护圈层的协同作用原理.研究结论对实现隧道工程的动态化、定量化设计和施工具有重要的指导意义.     

地下结构的地震动土压力分析

本文从土与结构动力相互作用的观点出发,提出了用动力有限元分析计算地下结构上地震动土压力的方法。然后,对方形地下结构上的地震动土压力分布作了计算分析。采用了三种不同的地震曲线作为输入地震,对每一种地震曲线还用多种地震波入射角进行了对比研究,得出了一些规律性结果。