基于简化Zig-zag模型的钢聚氨酯夹层板屈曲分析

本文提出一种简化的高阶Zig-zag理论,即面板采用一阶剪切变形理论,芯材采用Reddy高阶剪切变形理论,建立钢聚氨酯夹层板在面内压缩载荷作用下的屈曲分析模型。考虑夹层板作为船舶舱口盖的受力特性,利用Matlab和有限元软件Ansys分别求出在面内压缩载荷作用下的钢聚氨酯夹层板的屈曲临界载荷,理论解与仿真值吻合度较高并分析几何参数对结构稳定性的影响。研究结果表明,在考虑结构重量的前提下,增加芯材即聚氨酯的厚度能较好的提高结构的稳性。

钢/聚氨酯夹层板的抗弯比刚度研究

运用夹层板基础理论和有限元软件工具分析了钢/聚氨酯夹层板的抗弯比刚度,通过理论计算和有限元数值实验对普通船用钢板和不同厚度比的钢/聚氨酯夹层板的抗弯比刚度进行了计算分析.分析结果表明:钢/聚氨酯夹层板的抗弯比刚度明显高于普通钢板;当钢/聚氨酯夹层板的面板、芯材材质及夹层板总厚度相同时,单纯依靠增加聚氨酯芯材的体积占比并不一定能有效提高夹层板的抗弯比刚度,还必须同时考虑面板总厚度及两侧面板厚度分配比例的关系.

钢-聚氨酯夹层桥面横隔板切口应力分析

钢箱梁弧形切口疲劳开裂是最常见的疲劳病害问题之一,该处容易造成应力集中。为解决这一问题,本文提出使用新型钢-聚氨酯夹层桥面板(简称"SPS桥面板"),通过分别建立使用钢桥面板和夹层桥面板的钢箱梁节段模型,比较两者在整体结构的应力、弧形切口周边应力,结果表明夹层桥面板的使用显著降低了弧形切口应力,有利于缓解疲劳开裂风险。

圆端形夹层结构桥墩防撞浮箱的碰撞性能分析

为最大程度减轻撞击和满足柔性耗能防撞设计要求,采用钢-聚氨酯夹层板制造了一款圆端形桥墩曲面防撞浮式套箱,用于内河航道桥墩防撞;利用ABAQUS有限元软件建立了船舶、防撞浮箱、桥墩碰撞系统的计算模型,对不同角度撞击时该浮箱以及桥墩的受力影响、能量转换、拨动船头程度进行了分析.结果表明:最不利撞击时该浮箱具有良好的防撞效果,能吸收绝大部分的船舶动能,减少桥墩受力;在一般斜撞时该浮箱易拨开船头,将船舶绝大部分动能保留在船上,能更有效地保护桥墩.

基于随机森林的SPS舱口盖结构性能预测

为研究钢聚氨酯夹层板(steel-polyurethane sandwich plate, SPS)舱口盖的力学性能,以结构变形和应力为设计目标,选取舱口盖7个主要设计变量,对SPS舱口盖进行静强度分析,并根据分析数据建立结构变形和应力的随机森林(random forest,RF)预测模型。预测结果表明,结构变形和应力的平均相对误差分别为3.71%和2.93%,预测精度较高,可满足工程应用。