板倒法吊装塔架结构危险工况分析

塔架结构是化工装置中的重要设施,根椐其特点,常采用人字桅杆扳倒法吊装。塔架在吊装过程中所承受的载荷复杂、多变。分析、计算繁复。目前工程实际中往往采用经验或静态定性分析、计算,而忽略了吊装过程中的变化情况,不能合理地采取各种措施,易导致塔架破坏、吊装失败。本文在运动分析的基础上推导出了危险工况的计算公式,为吊装工艺设计提供了依据。

轮印载荷下多跨梁最危险工况分析与优化

多种轮印载荷工况作用于船舶多跨梁结构时,找到最危险工况并进行结构优化设计,对于船舶结构的安全校核与降低结构重量有重要意义。提出一种将遗传算法与有限元方法相结合,以多跨梁上轮印载荷的布置位置为设计变量,载荷间的间距大小为约束条件,每一跨的最大弯矩和最大剪力为目标函数,求解任意多跨梁上有多种轮印载荷作用时最危险工况的方法,并根据最危险工况分析的结果调整支座位置,降低多跨梁最大弯矩,并进一步进行构件尺寸的优化设计。计算结果表明:基于提出的多跨梁优化设计方法,能找到每一跨应力满足强度要求的剖面积最小的构件尺寸,且构件尺寸的变化对最危险工况时的最大弯矩与轮印载荷位置几乎没有影响。调整支座位置的优化方案,与支座初始位置方案相比,最危险工况时的最大弯矩降低22.64%,重量降低10.55%,因此支座位置的调整,能有效降低最危险工况时的最大弯矩,从而达到降低多跨梁重量的目的。

融入先验知识的轮印载荷下三跨梁最危险工况求解方法

[目的]旨在研究解决多个轮印载荷作用下直接调用优化算法进行最危险工况求解,可能陷入局部最优解的问题。[方法]将先验知识与最危险工况分析通用黑箱求解算法融合,一方面将每个轮印载荷位置定义为设计变量,无需预设一组轮印载荷的相对位置,更具普适性;另一方面将载荷按照大小顺序紧密聚集会产生较大应力,载荷作用在梁结构跨中和支座附近时会产生较大弯矩和剪力等,将这一船舶结构力学知识融入优化求解过程,提出基于遗传算法的危险初始种群生成策略和轮印载荷整体平动策略,以减少陷入局部最优解的可能。推导单轮印载荷作用下三跨梁结构的理论弯矩及剪力分布,通过枚举所有可能组合找出多轮印载荷理论最危险作用位置,以此验证所提出的最危险工况分析求解算法的正确性。[结果]相比于使用遗传算法直接进行搜索的经典方法,使用所提方法得到的6个轮印载荷作用下的最危险弯曲正应力值提升5.98%,剪应力提升8.59%,且多次计算结果与理论解误差不超过0.5%。[结论]算例结果表明所提方法能够准确、稳定且快速地搜索到最危险的载荷位置。

任意边界下多跨梁弯曲计算及其工程应用

[目的]为了快速寻找到甲板结构在轮印载荷下的最危险工况,[方法]针对任意边界条件下多跨梁弯曲问题,首先利用改进的傅里叶级数方法(IFSM)描述多跨梁的位移函数,列出位移函数需满足的边界方程,并求解得到级数中各系数间的关系式;然后,基于哈密顿原理得到能量控制方程,采用伽辽金方法求解出满足边界条件的梁结构位移函数,通过算例,与有限元结果进行对比,验证此方法的正确性;最后,将该方法应用于轮印载荷下多跨梁最危险工况的计算中。[结果]结果表明,所用方法的计算结果与有限元结果的误差小于0.05%,具有很好的精度。[结论]相比有限元法,所用方法求解多跨梁最危险工况的速度得到极大提高,同时结合遗传算法,可获得更为精确的轮印载荷最危险工况的作用位置。