腐蚀损伤下船体总纵极限强度可靠性分析方法探讨

针对腐蚀损伤下船体结构安全性评估问题,基于实船腐蚀勘验数据,引入非概率可靠性评估理论,提出舰艇现时状态下船体结构总纵极限强度非概率可靠性分析方法,建立船体结构非概率可靠性分析模型。对某舰艇船体结构现时状态下的总纵极限强度可靠性及非概率可靠性分析方法在船体结构安全状态评估方面的应用性进行了分析。结果表明:非概率可靠性分析方法克服了过度依赖样本数据的缺陷,较确定性方法更贴近客观实际,在舰艇船体结构技术状态评估方面具有较好的应用前景。     

倾斜微型桩桩身参数敏感性有限元分析

基于有限元强度折减法,结合工程实例,利用软件ANSYS对不同倾角微型桩加固边坡以及倾斜微型桩的设桩位置、锚固深度和桩排距等桩身参数对边坡稳定性的影响进行了数值模拟分析。结果表明:微型桩加固边坡较优的倾斜角度为60°;随着设桩位置离坡顶距离的增加,边坡的稳定系数先增大后减小,当设桩位置距坡顶的相对位置为0.58~0.66,边坡的稳定系数较高;当桩排距为9倍桩径,边坡的稳定系数较高。研究结果为倾斜微型桩的设计与工程应用提供了理论依据,具有一定的普遍意义。     

拉伸-剪切耦合层合板优化设计及其应用

针对标准铺层拉伸-剪切耦合层合板耦合效应弱的缺点,提出利用优化法的自由铺层拉伸-剪切耦合层合板的设计方法。推导了只具有拉伸-剪切耦合效应的层合板应满足的条件。优化得到了7~14层的自由铺层拉伸-剪切耦合对称层合板。对比分析了自由与标准铺层拉伸-剪切耦合层合板的屈曲强度与稳定性。采用自由铺层拉伸-剪切耦合层合板设计了拉伸-扭转耦合结构。研究表明:自由铺层的拉伸-剪切耦合层合板的屈曲强度以及稳定性要显著弱于标准铺层层合板,但具有更强的耦合效应;随着层数的增加,自由铺层的拉伸-剪切耦合层合板的最大耦合效应逐渐减小。     

含内置式耐压液舱舱段耐压船体结构应力分析

为研究静压下内置式耐压液舱结构的力学规律,采用有限元方法对内置式耐压液舱及船体结构进行强度计算,分析了不同工况下耐压壳的变形和应力特征,比较了不同区域耐压壳的应力情况。结果表明:液舱内外相连通时的工况更危险,耐压壳应力水平也更高。同时,内置式耐压液舱的存在使液舱底部耐压壳的应力水平高于耐压壳其他区域。该研究结果可为内置式耐压液舱结构设计提供指导。     

基于混料设计的快硬土壤固化材料配方优化

为探索普通硅酸盐水泥(P·O)、熟石灰(HL)、硅灰(SF)三元混料系统对固化土无侧限抗压强度的影响,综合极端顶点设计和均匀设计思想建立混料回归模型,得出了响应面图形,确定了三元混料系统的最佳配方。在该配方下,固化土7d实际抗压强度可以达到4.75MPa。通过交互作用分析揭示了混料因子间的作用规律:P·O与HL交互作用对固化土7d无侧限抗压强度影响极其显著,P·O与SF交互作用对固化土7d无侧限抗压强度影响显著。对比试验表明,该混料设计方案对提高固化土7d无侧限抗压强度有显著效果,对土壤固化剂配合比优化设计和固化土无侧限抗压强度预测具有指导意义。     

基于动力学仿真的6×6轮式越野车辆总体性能评价

为分析和评价某型6×6轮式越野车辆的总体设计性能,建立了整车多刚体动力学模型、刚柔耦合动力学模型以及悬架系统台架试验模型,计算了整车固有特性,依次进行了悬架系统运动学、行驶动力学、操纵稳定性分析。在计算车体和悬架摆臂结构模态的基础上,考核了典型行驶工况下车体和悬架部件结构的动态强度,依据国家相关标准,利用仿真结果对6×6整车设计进行了系统的评价,指出了该越野车总体设计性能的不足,为其进一步改进和优化设计提供了参考依据。研究方法对其他轮式越野车辆系统的设计和评价具有一定的参考价值。     

U型BFRP箍筋试件受剪试验分析

针对U型箍筋抗剪试验缺乏强度折减实践依据的问题,设计15个配有BFRP箍筋的C30混凝土U型试件。在BFRP箍筋两侧用套筒将其锚固,弯折成U型,箍筋两端采用穿心千斤顶施加荷载,逐渐加载至BFRP箍筋破坏。通过分析试验数据,建立试件受力模型,可知弯折部位锚固长度对BFRP箍筋强度折减有较大影响,最大折减为原强度的65%;随着锚固长度的增加,BFRP箍筋强度呈线性增加至某个定值;最后推导出U型BFRP箍筋强度折减公式。     

一种定征层状平面结构界面粘接强度的兰姆波方法

置于层状平面结构表面的斜劈超声换能器被用于激发和接收多模兰姆波。文章首先分析了采用多模兰姆波的幅频特性定征界面粘接强度的可行性。基于Ritec-SNAP 超声测量系统,建立了采用兰姆波方法定征层状结构界面粘接强度的实验系统。对于给定的层状平面结构,将粘接层的固化过程用于模拟粘接层界面强度的变化过程。对于不同的粘接层固化时间,实验测得的多模兰姆波幅频曲线明显不同。借助于声——超声技术中的应力波因子,给出了兰姆波应力波因子的定义。实验结果显示,兰姆波应力波因子与间接表示界面粘接强度的固化时间之间存在确定的单调对应关系,表明将多模兰姆波的应力波因子用于定征层状平面结构的界面粘接强度是可行的。     

Investigation on the process parameters of TIG-welded aluminum alloy through mechanical and microstructural characterization

Multi-pass TIG welding was conducted on plates (15×300×180 mm3) of aluminum alloy Al-5083 that usually serves as the component material in structural applications such as cryogenics and chemical processing industries. Porosity formation and solidification cracking are the most common defects when TIG welding Al-5083 alloy, which is sensitive to the welding heat input. In the experiment, the heat input was varied from 0.89 kJ/mm to 5 kJ/mm designed by the combination of welding torch travel speed and welding current. Tensile, micro-Vicker hardness and Charpy impact tests were executed to witness the impetus response of heat input on the mechanical properties of the joints. Radiographic inspection was performed to assess the joint's quality and welding defects. The results show that all the specimens displayed inferior mechanical properties as compared to the base alloy. It was established that porosity was progressively abridged by the increase of heat input. The results also clinched that the use of me-dium heat input (1-2 kJ/mm) offered the best mechanical properties by eradicating welding defects, in which only about 18.26% of strength was lost. The yield strength of all the welded specimens remained unaffected indicated no influence of heat input. Partially melted zone (PMZ) width also affected by heat input, which became widened with the increase of heat input. The grain size of PMZ was found to be coarser than the respective grain size in the fusion zone. Charpy impact testing revealed that the absorbed energy by low heat input specimen (welded at high speed) was greater than that of high heat input (welded at low speed) because of low porosity and the formation of equiaxed grains which induce better impact toughness. Cryogenic (-196 C) impact testing was also performed and the results corroborate that impact properties under the cryogenic environment revealed no appreciable change after welding at designated heat input. Finally, Macro and micro fractured surfaces of tensile and impact specimens were analyzed using Stereo and Scanning Electron Microscopy (SEM), which have supported the experimental findings.     

深水环境下潜艇舯部结构撞击强度数值分析

潜艇结构水下碰撞是潜艇的主要事故形式,也是船舶碰撞最为危险的状态之一。文中首先提出潜艇碰撞问题,对碰撞特征进行分析,然后针对某型潜艇舯部典型结构的撞击极限强度特性进行数值计算,结果显示,由于准静压载荷的附连耦合作用,随着静水压力的增加,潜艇舯部耐压壳体结构的防撞能力将大幅下降,而耐压壳体内部平台和舱壁结构将有效提高壳体结构的横向失稳临界应力,改善潜艇结构的径向耐撞能力。