大开口船舶角隅强度有限元分析研究

以某散货船的典型舱段为应用对象,按中国船级社入级要求,对其在满载和压载等各种状态下进行甲板上货舱口角隅强度计算。通过5种工况下的应力分析,结论是该散货船舱口角隅结构设计合理,其应力满足中国船级社入级要求。并对其结构进行了优化。     

纵向加强材对船体间断构件的止裂效应

本文根据断裂力学原理,通过数值计算方法研究了甲板仓口角隅处纵向加强材的止裂效应。结果表明: 1.加强材的截面积愈大,离开裂纹端点的距离愈近,止裂效果愈好。当裂纹端点处加一截面积为8倍板厚×1mm的加强材时,角隅裂纹的应力强度因子K_1值比无加强材时下降76%。2.当甲板仓口角隅存在一定长度的裂纹时,尽管角隅形状不同,但对裂纹尖端处的应力强度因子值几乎没有影响。     

基于谱分析和裂纹扩展方法的舱口角隅疲劳寿命预报方法

以某超大型集装箱船驾驶室前椭圆形角隅为例,采用谱分析结合裂纹扩展方法预报角隅疲劳寿命.首先通过水动力和结构响应分析得到全船响应,获得角隅在不同工况下的应力分布,并依此选定可能的起裂位置.然后将全船分析结果作为ANSYS中建立的带裂纹角隅模型二次分析的边界条件,求解应力强度因子并采用最大周向应力准则(MCSC)得到角隅在不同工况下的裂纹扩展路径,在大量计算的基础上回归出相应的角隅裂纹应力强度因子经验公式.最后依据ABS船级社推荐的谱分析法构建疲劳载荷谱,采用单一曲线模型和所获得角隅裂纹应力强度因子经验公式预报角隅疲劳寿命,为角隅疲劳寿命的校核提供参考.     

阶梯式溢流坝台阶面力学性能数值模拟研究及优化

借助ANSYS有限元分析软件,考虑阶梯式溢流坝台阶面在坝体附近水流作用下的应力状况,对台阶式溢流坝进行优化改进尝试, 并对原模型和优化方案进行了综合对比.计算结果表明,台阶隅角内容易出现应力奇异点,进而危害结构安全.而采用在台阶隅角内设计圆角的优化改进措施,可以在基本不影响消能性能的前提下改善这一状况.     

1700 TEU集装箱船甲板大开口强度分析

采用美国船级社（ABS）规范所规定的有关方法，对沪东造船厂建造的1700TEU集装箱实船进行了甲板大开口强度的分析和评估，其中包括纵向甲板板条的合成应力和舱口角隅的疲劳强度评估，并与采用德国劳氏船级社（GL）规范所算得的结果进行了分析比较，讨论了这两个船级社在集装箱船甲板大开口强度简化计算方法中所规定的有关主要参数对大开口强度评定结果的影响。     

从裂纹体强度观点看船体构件开口部位的加强问题

本文应用断裂力学原理,通过数值计算和光弹性试验,分析了含有裂纹的圆形和椭圆形角隅的船体甲板开口模型的强度,并进行了模型的疲劳试验。研究表明:当存在一定长度的裂纹时(α>(1/5)R),角隅形状对构件的强度几乎没有影响,而设置角隅加强板则可明显增加含裂纹构件的强度。     

硬壳式导弹舱段的动力学特性分析

导弹舱段的动力学特性分析是导弹设计中的一个重要环节.由于导弹舱段主要承受集中力和集中质量的特点,本文首先建立了舱段的简化分析模型,采用传递矩阵法对该简化了的舱段模型进行理论分析,同时对该模型进行有限元法模拟,对比可知,两种方法获得的舱段振型相符.在以上分析的基础上,为使计算接近舱段实际结构,利用ANSYS建立完整舱段的有限元计算模型,对该模型进行动力学仿真后得出其5阶振型及其对应的振动频率.本文的分析结果为完整舱段的振动特性提供了直观的认识,可以为舱段结构的实际设计提供理论参考,具有一定的借鉴意义.     

基于SolidWorks的设备集成舱基座有限元应力分析

针对FPSO水下检测中对集成式工作舱的应用需求，通过SolidWorks软件建立了集成式工作舱三维模型，依据设备分布情况对其结构进行设计及分析，并通过SolidWorks Simulation对集成式工作舱基座的复杂受力位置进行应力应变分析和针对性的优化基座设计。计算结果表明，吊机载荷对基座的影响主要体现在底板与底横梁接触面，应力、位移、应变分析有力证明了不同结构的受力差异，优化设计结构能将吊机对基座的载荷均衡分配和降低局部极限受力。研究提出的优化设计方案对集成式工作舱在复杂海洋环境应用有实际指导意义。     

贯流风机结构参数及工作特性的关联

利用计算流体力学方法对贯流风机内部气体流动进行了数值模拟，研究了贯流风机的流动状态和结构参数变化对其产生的影响．分析了蜗舌间隙、进口角、蜗壳间隙、蜗舌位置角、出口角变化与贯流风机进、出口流速间的关系，从中寻找出结构参数变化对贯流风机流场影响的规律．通过计算分析，确定了不同工况下贯流风机进、出口角的最佳范围以及最佳蜗舌间隙的选取方法．将模拟计算结果与实验结果进行了比较．结果表明，数值模拟的结果与实验结果基本吻合．     

隅角法定阶的递推算法(英文)

给出了ARMA(自回归滑动平均)模型定阶的递推算法,该算法极大地减少了在隅角法定阶中所必须求取的阵列的计算量。递推方程是由基於矩阵分解公式的交叉等式导出的。利用这种算法使得隅角法定阶在实际应用中更加可行。     

大型LNG储罐在温度应力作用下热角保护厚度的计算

首先介绍了储罐隔热层的构造.通过理论推导,给出了隔热层、热角保护及外墙温度分布的计算公式.在此基础上,得出外墙温度应力的计算公式,并给出热保护角厚度设计的控制方程.最后对一工程实例进行分析,应用ADINA有限元软件,建立隔热层及外墙温度场计算模型,并进行热-结构耦合计算外墙温度应力.验证了公式的正确性.结果表明在内罐泄漏状态下,外墙温度应力很大,说明热保护角厚度的设计意义重大.     

夹杂尖端奇异性场的新型杂交元分析

提出了一种夹杂尖端邻域杂交元模型,与全域杂交应力元结合,求解夹杂尖端的奇性应力场的数值解. 利用高次内插有限元法求解特征问题, 得到反映夹杂尖端场奇异性状况的特征值和特征角分布函数;利用Hellinger-Reissner 变分原理以及特征问题的解,推导夹杂尖端邻域的单元矩阵.模型只考虑夹杂尖端邻域的边界, 避免了在夹杂尖端划分高密度网格. 采用正方形夹杂作为算例, 数值结果显示了良好的精确性.     

钢结构用摩擦型高强度螺栓应力集中系数解析解

根据材料力学的基本原理分析钢结构用摩擦型高强度螺栓的简化模型,提出了在考虑螺纹升角影响时求解应力集中系数的解析式;并通过适当简化提出了简化形式,同时阐释了摩擦型高强度螺栓产生应力集中的原因。最后将计算结果与有限元结果进行比较,证明了解析式的正确性,具有一定的实际意义。     

管节点国产化疲劳性能的试验研究

介绍了国产海洋用钢（Ｚ向钢）焊接Ｔ型管节点疲劳试验的过程和成果．试验对Ｔ型管节点的应力集中系数、应力分布、疲劳寿命及裂纹扩展进行了详细测量，经过分析得到Ｔ型管节点实测应力集中系数的经验公式、疲劳Ｓ－Ｎ曲线及裂纹扩展规律．试验结果表明国产Ｚ向钢、国内焊接工艺和加工制造的焊接管结点有较好的疲劳性能，为我国海上平台国产化提供了依据．     

基圆渐开线涡旋盘齿根综合应力集中系数的确定

分析涡旋齿根应力集中的主要影响因素,建立涡旋齿根应力集中的等效几何模型,在不考虑涡旋齿面质量影响的前提下,以齿根应力疲劳缺口系数和形状变化系数综合形成涡旋齿根综合应力集中系数,并基于机械设计手册数据拟合得到涡旋齿根综合应力影响系数的简化计算公式,实例说明计算结果与对应几何模型从《机械设计手册》中查取的结果吻合较好.     

低渗透油田反九点井网面积波及效率影响研究

根据低渗透油藏面积注水开发的特点,在流管模型的基础上,推导出了考虑启动压力梯度的反九点井网面积波及效率和油井见水时间计算公式,解决了低速非达西渗流不同于达西渗流的面积波及效率理论计算问题。研究表明,低渗透油田反九点井网中角井和边井的见水时间和面积波及效率不同,需要对边井和角井采取不同的工作制度以调节水驱均匀程度。为低渗透油藏反九点井网的开发设计和评价提供了理论依据。     

动力型微型角反射器研究

为了掩护弹道导弹再入段突防，提出了一种质量轻且具有重诱饵特性的弹道导弹再入段突防毫米波拦截弹用动力型微型角反射器。给出了该动力型微型角反射器的动力学方程组及干扰判别式；分析了角反射器的角度偏差、趋肤深度等因素对散射强度的影响；推导出动力型微型角反射器的弹道系数计算公式；在微波暗室对动力型微型角反射器样品在几个方位角的雷达散射特性进行了测试。文中提出的以动力型微型角反射器代替重诱饵的无源干扰方法，拓宽了弹道导弹再入段突防用无源干扰物的可选性。     

考虑应力状态的二维混凝土碳化过程数值模拟

混凝土碳化过程的数值模拟为研究碳化机理、碳化影响因素、碳化过程与力的耦合作用等提供了新的定量分析工具.为定量分析应力状态对混凝土截面角部碳化发展的影响,建立了混凝土碳化过程的2维数值计算模型,使得混凝土组分、应力状态等影响可以得到定量考虑,并模拟应力状态下混凝土构件角部的碳化过程.详细介绍了这一模型的数值计算实现过程,研究了网格尺寸及时间步长对数值计算结果的影响.该模型数值计算结果与快速碳化试验和长期暴露碳化试验结果的对比验证了模型计算结果的准确性.最后,对某混凝土构件的角部混凝土碳化过程进行了数值分析.结果表明,混凝土截面角部双向碳化作用以及拉应力状态均会加速混凝土碳化,角部是整个构件截面碳化发展最为迅速的部位,其耐久性应当予以考虑.     

结晶器内连铸坯热弹塑性应力的有限元分析

建立了结晶器内连铸坯热弹塑性应力有限元分析模型,在推导的热弹塑性本构方程中考虑了材料力学性能,屈服函数随温度和应变速率的变化,模拟计算了结晶器内连铸坏应力分布。模拟结果表明,在铸坯的热节约内,高温坯壳受到拉应力的作用,易于产生裂纹,从而说明铸坯偏角区形成的热节约是连铸坯裂纹缺陷乃至漏钢事故发生的诱因。     

舱盖结构的PATRAN/NASTRAN有限元分析

运用ＰＡＴＲＡＮ／ＮＡＳＴＲＡＮ分析软件,对飞机舱盖结构进行有限元分析,得到舱盖的应力及其发生部位,为舱盖的定寿、延寿作了准备。