凯威特型单层球面网壳在强震下的失效研究

动力强度破坏是网壳结构在遭受地震时的主要失效形式,准确的失效判别需要以基于材料损伤理论的分析为基础。为在动力时程分析中考虑材料损伤累积的因素,编制了基于有限元软件ABAQUS的用户材料子程序,具有较高的计算精度和较好的收敛性,实现了网壳结构考虑材料损伤的动力有限元分析。对单层球面网壳在强震下的失效特点进行了系统的参数研究,探讨了考虑材料损伤因素对网壳失效特征的影响;综合网壳失效时刻的多项特征响应,拟合了能够评估网壳动力损伤程度的损伤模型;基于损伤模型表示的网壳极限状态的物理意义,建立了适用于跨度40m的凯威特单层球面网壳强震失效判别准则,可用之判定网壳在强震作用下的失效极限荷载。

单层球面网壳在地震下的响应特性与失效机理

针对单层球面网壳在地震作用下的响应进行了大量算例分析,探讨了结构失效特点,从宏观和微观综合多项指标给出结构强震失效的判别方法。在频域响应分析的基础上阐述了网壳结构动力作用的特点,总结了单层球面网壳的地震下的破坏特征及失效机理。

炭纤维壳体封头设计的几个问题

讨论了炭纤维壳体封头低压破坏的原因及3种破坏模式,即靠近赤道附近部位的封头发生断裂,极孔部位在环向应力作用下断裂和封头沿接头肩部外缘被剪(弯)断;得到了3种破坏模式的强度校核公式。给出了防止封头破坏宜采取的有效措施,对开孔很大的后封头,宜采取补强措施;给出了补强层厚度和补强范围的确定方法。

考虑大挠度影响的球形壳强度与变形分析

球形壳结构在耐压容器与潜艇耐压壳体设计中被大量使用。本文基于幂级数法建立了一种静水压力下考虑大挠度影响的球形壳强度与变形的分析方法。算例表明,本文提供的理论方法与有限元数值方法计算结果相当吻合,算例同时也表明大挠度对球形壳强度与变形有一定的影响。本文方法可以推广到轴对称压力作用下组合壳结构强度分析。

大型拱顶储罐的有限元计算

按照设计规范规定 ,顶板带肋拱顶 (内浮顶 )储罐的直径不宜大于 32m。为解决大跨度拱顶(内浮顶 )储罐的计算问题 ,拱顶储罐大型化的关键是储罐拱顶的大型化 ,采用有限元技术 ,给出了储罐有限元计算的主要步骤。对于 2 0 0 0 0m3 拱顶储罐 ,建立了满足精度的计算模型 ,对内压强度、稳定性以及外压稳定性进行了计算 。

半刚性节点单层球面网壳的弹塑性稳定性分析

为了研究半刚性节点单层球面网壳的稳定性能,提出其适用的分析方法,利用大型有限元软件ANSYS建立螺栓球节点的实体模拟方法和半刚性节点单层球面网壳的数值模型.通过试验数据与数值分析结果的比较,证明方法的可行性,进而模拟工程中常用的螺栓球节点,求得其弯曲刚度,对30 m跨度的螺栓球节点单层球面网壳进行稳定性分析.结果表明:节点的弯曲刚度不同时,网壳的稳定性能及其失稳模态变化明显;节点的扭转刚度和节点域不同时,网壳的稳定性能基本没有变化;荷载分布不同时,网壳的稳定性能发生改变.节点的弯曲刚度和不同的荷载分布形式是影响单层半刚性球面网壳稳定性能的重要因素.

用离散元方法讨论岩石强度对主动底辟盐构造断层分布模式的影响

盐岩底辟构造是一类与油气藏关系极为密切的构造类型,是当前国内外构造地质研究和油气勘探的热点.作者通过构建离散元模型,模拟主动底辟盐构造断裂系统的演化过程,并进一步讨论了岩性强弱对于主动底劈盐构造断层系统分布模式的影响.结果表明,(1)断裂系统的发育主要经历了对称变形、不对称变形、整体破裂3个阶段;(2)岩石强度对断裂系统的形成与演化具有明显的影响,弱性地层容易产生多条大型断层,断层系统空间分布对称;强性地层较难产生断层,先期大型断层形成后,多在老断层的周围产生次生小断层,剖面非常不对称,主要由一条大断层容纳盐体的影响.研究结果揭示了盐岩底辟构造的动力学演化过程,有利于提高我们对盐岩底辟构造变形机制与构造演化过程的认识.

声呐罩结构强度的分析

安装于艇体的声呐罩综合性能要求高 ,结构复杂。本文介绍采用有限元法和模型试验法 ,分别得出其结构强度计算和测量结果 ,并对其结果进行对比分析。使我们能够全面、准确地了解声呐罩结构强度 ,确保其强度满足规范要求。

单层球面网壳结构失效机理振动台试验

为验证理论研究的正确性及考察网壳结构的强震失效机理,开展了单层球面网壳缩尺模型振动台试验,通过试验测定网壳结构的动力特性(固有频率和阻尼比)、测量网壳结构弹塑性阶段的动力响应(位移,加速度和应变等)、考察网壳结构在地震荷载作用下的动力响应以及结构的强震失效模式。根据试验结果可知,网壳结构抗震性能良好,试验模型倒塌前,塑性充分发展,经历了较长的结构受力性能不断削弱的过程,结构变形随荷载幅值的增加不断增大,可通过这些现象判定结构发生了动力强度破坏这一失效模式,从试验角度验证网壳结构失效模式的正确性。

C型独立液货舱开孔处结构强度分析与研究

C型独立液货舱开孔区域的强度对整个液货舱围护系统的安全性至关重要。根据压力容器规范计算方法对罐体上气室处开孔及气室封头上的接管处开孔进行强度校核,并提出补强设计方案;通过有限元计算方法对补强方案进行验证与研究。结果表明,气室处开孔应力水平较高,通过设置复板及增加气室筒体板厚的方式能最有效改善该区域的强度。

钢拱壳穹顶结构的有限元计算

目的分析组合工况下钢拱壳穹顶结构的变形、强度以及极限承载力.方法以广西南宁某旅游服务中心为例,运用ABAQUS有限元软件对钢拱壳穹顶结构在各种工况下的变形、强度进行计算,结合弧长法确定结构从稳定的平衡状态变为不稳定的平衡状态时的屈曲载荷和屈曲模态形状,对结构极限承载力进行分析.结果不同组合工况下,结构最大应力为50.48 MPa,最大变形为15.35 mm,安全系数K均满足《空间网格结构技术规程》(JGJ7—2010)中的要求值2.0.结论研究表明,结构在正常使用状态下的变形和极限承载力状态下的强度均满足规范要求,具有足够的安全储备.

正压法修复5000m^3罐拱顶

石油大学石大科技集团胜华教学实验厂5 000 m3渣油罐拱顶出现失稳变形。介绍了该罐的主要结构、运行情况及其拱顶失稳变形的形态和程度。对常用的检修法、正压修复法进行比较,决定采用注水正压法进行修复。通过对上举内压力和罐顶承压环强度校核、油罐注水量计算和修复过程的分析,得出如下结论:在变形不太严重的情况下,拱顶油罐的失稳采用正压修复的方法是可行的,同时在修复前有必要对油罐进行校核,以防止罐体的升举破坏和罐顶的超压破坏;采用正压法修复时,注水应缓慢,防止因压力升高过快引起危险截面的焊缝拉裂。

基于损伤的单层球面网壳结构地震剩余承载力评估与优化分析

为准确模拟地震作用下杆件损伤对单层球面网壳结构剩余承载力的影响,该文基于“拟壳法”思想,推导了单层球面网壳结构最薄弱网格区域内杆件损伤与结构剩余承载力的关系式,建立了基于损伤的单层球面网壳结构地震剩余承载力评估模型,并以跨度80m的K8型单层球面网壳结构为例,开展了不同地震作用下单层球面网壳结构地震剩余承载力评估与优化研究。结果表明:建立的评估模型能够快速、准确评估薄弱网格区域处的杆件损伤对单层球面网壳结构地震剩余承载力的影响程度;应用该评估模型对单层球面网壳结构进行地震损伤优化,可明显提高结构的地震剩余承载力。

DI材性能及制罐工艺对两片罐拱底抗失稳性能的影响

拱底失稳压力是两片罐的一项重要性能指标,通常标准要求拱底失稳压力需达到90psi以上。研究DI材性能及制罐工艺对于拱底抗失稳能力的影响,有助于提高两片罐拱底抗失稳能力。通过试验,研究了拱底深度、DI材厚度以及制罐过程中的热处理对于拱底失稳压力的影响规律,采用有限元模拟,分析了两片罐的拱底成形和拱底失稳过程,并分析DI材屈服强度对拱底失稳压力的影响。结果表明,拱底失稳压力随DI材屈服强度及拱底深度的增大而增大,随DI材厚度的减薄而下降,清洗烘干和涂层烘干后,拱底失稳压力有所提高。

固体火箭发动机壳体特性系数

讨论了固体火箭发动机壳体特性系数的定义,给出了钢壳体和纤维缠绕壳体特性系数的表达式。结果表明,壳体特性系数不仅与壳体材料的比强度有关,还与壳体封头结构及圆筒长径比有关;对纤维缠绕壳体,特性系数还与纤维的体积含量有关。因此,将壳体特性系数作为壳体材料的性能常数是不正确的。在其他条件相同的情况下,增加圆筒长度是提高壳体特性系数的有效方法。

潜艇端部舱壁结构分析

端部舱壁结构是潜艇耐压壳体的重要组成部分。该文利用APDL参数化语言编程对影响潜艇端部球面舱壁强度的主要参数进行了讨论和分析。结果表明过渡环两端均采用相切联接时的端部球面舱壁结构的应力水平最低,分析结果同时也证明在进行舱壁结构分析计算时可以忽略梁柱效应的影响。文中的研究结果对潜艇端部舱壁设计具有重要指导作用。

汽车导流罩结构强度优化设计仿真研究

汽车导流罩结构强度优化设计的作用是为了使导流罩的各项性能满足设计要求,难点技术在于强度性能、模态性能和气动阻力性能难以获取,提出基于有限元方法对导流罩进行振动强度仿真,分析结果表明导流罩的最大应力小于材料许用应力,位于左前安装基座附近。导流罩支架的最大应力超过材料屈服强度,位于中间连接支架折弯处。通过对该支架进行优化,分析结果表明优化之后该支架的最大应力小于材料屈服强度,降低率明显,其重量也减轻了。对导流罩进行约束模态仿真,分析结果表明其前四阶模态频率均大于发动机怠速激励频率,有效地避开了共振频率。采用RNGκ-ε模型对导流罩进行气动阻力仿真,其气动阻力系数在工程经验要求值之内。各项仿真分析结果表明该导流罩的各强度性能、模态性能和气动阻力性能均满足设计要求。

豪华邮轮玻璃穹顶设计分析

为了研究和证实豪华邮轮首部穹顶结构的美学和安全性,文章对某在研豪华邮轮项目的穹顶研发设计过程进行剖析。利用CFD对邮轮穹顶载荷进行仿真模拟,采用有限元方法,结合美学原理和力学分析,对玻璃造型穹顶结构进行了各种形式的结构设计和强度计算。充分分析了每种穹顶结构的优缺点以及结构的安全性问题,达到了首部穹顶设计的艺术性和安全感要求,为邮轮穹顶的结构设计和强度计算提供了参考思路,开拓了邮轮穹顶造型设计新思路。

直升机整流罩锁紧机构方案设计与研究

提出了直升机整流罩锁紧机构设计方案,利用Pro/E软件进行各零部件的三维建模、虚拟装配。通过锁紧触点运动轨迹方程的建立进行了Pro/E环境下锁紧机构运动仿真,并应用有限元分析软件MSC.Patran校核了锁紧梁的强度。通过理论设计、运动仿真和强度校核结果表明了该锁紧机构设计方案的可行性。

超声速氟化镁红外头罩热强度失效判别准则研究

以超声速氟化镁红外头罩为研究对象,进行了热应力数值分析和电弧风洞试验。比较了计算值与试验结果,结果表明:与第四强度理论相比,第一强度理论和莫尔强度理论更适于作为超声速氟化镁红外头罩的材料失效判别准则。