空泡下双向冰级桨水动力性能试验研究

针对空泡效应对双向冰级螺旋桨的正车性能和倒车性能的影响,本文采用螺旋桨模型空泡水筒试验方法,探讨均流环境中空泡数和进速系数对螺旋桨正车和倒车水动力影响,以及在冰阻塞环境中空泡数、进速系数和冰-桨距离对螺旋桨正车和倒车水动力性能影响。研究结果表明:均匀流环境中定水速变转速,严重的空化现象对推力和扭矩的削减大于由螺旋桨转速增加而增加的推力和扭矩;冰阻塞环境中定转速变水速,螺旋桨推力和扭矩受到冰阻塞和空泡共同作用,当空化严重时,推力和扭矩不再随阻塞距离的减小而增加;本双向螺旋桨的倒车性能要比正车性能差,进速系数越大,性能差越大,均匀流中进速系数为0.7时,推力系数的差值在80%左右;冰阻塞中随着冰-桨距离的增加,水动力差值随之增加,但增加幅值较小;空泡不断地在桨叶生成,并在与桨叶分离时快速溃灭,随着冰-桨距离的减小,近冰桨叶表面空化现象越严重,空泡发生面积越大,且空泡形状越不规则。

船用HVAC风管减隔振工艺措施试验及分析

某船典型环境下,HVAC风管在管内风速风量的激励下,产生明显振动。采用安装橡胶减振元件及消音装置等措施后,HVAC风管振动下降最大达10%以上。本试验研究风管安装相关措施对管路振动的影响,发现橡胶垫的厚度、硬度等材料参数对风管路振动传递影响呈复杂关系。其中,橡胶垫的减隔振效果随着厚度的增加不断提升,最终趋于稳定效果,并且软管径向安装偏差对管路各方向振动亦有较大影响,为该型船减隔振措施提供一定参考。

大学生创业技能要素模型构建与培养路径

提高大学生创业技能,是培养高素质创业者和提高创业绩效的有效途径。科学确立大学生创业技能内涵具有重要意义,文章提出的"创业技能"不是传统意义上的单纯能力,而是成功履行创业职责的综合状态。文章通过文献回顾、专家访谈和问卷调查发现大学生创业技能要素具有层次结构,并由此构建包括专业知识、基本能力、个性特质、潜在能力在内的四维度模型。同时,综合利用测评方法,对大学生创业技能四维度测评因素进行了测评量化。

水下冲击波作用的铝合金蜂窝夹层板动力学响应研究

为研究铝合金蜂窝夹层板水下爆炸冲击波载荷作用的动态响应及抗冲击性能,利用非药式水下爆炸冲击波加载装置对气背固支5A06铝合金夹层板及具有相同面密度的单层板进行水下冲击波加载试验。利用高速相机结合三维数字散斑技术(DIC)对夹层板后面板动态响应进行实时测量,获得夹层板气背面受水下冲击波作用的动态响应历程及变形毁伤模式,比较分析铝合金蜂窝夹层板抗冲击防护性能。结果表明,较相同面密度的单层板,蜂窝夹层板受水下冲击波载荷作用的芯层压缩能有效减少气背面板的塑性变形,提高夹层结构整体抗冲击性能。

截卵形弹水平入水的速度衰减及空泡扩展特性

利用轻气炮设备对截卵形弹进行了速度在100~150m/s的水平入水实验,利用高速相机记录了整个入水过程,获取了截卵形弹体在水中运动的速度衰减规律,并对平头弹、卵形弹及截卵形入水弹道稳定性及速度衰减规律进行了对比,对截卵形弹体入水形成的空泡扩展行为进行了理论研究,建立了关于空泡扩展的理论模型,得到了固定位置和固定时间处空泡扩展半径、速度分别与时间和侵彻距离的关系,实验数据与理论计算吻合很好。

工作水深对浮式平台波浪砰击影响的敏感性分析

运用风洞和水池试验结果修正后的数值模型,同时考虑平台承受的风、浪、流环境载荷,及全尺度锚泊系统,以一典型半潜式平台为例,利用ANSYS-AQWA软件对半潜式平台波浪砰击次数和砰击载荷进行了非线性数值分析.在300、400和500m工作水深,45°、90°和180°3个载荷方向上建立9个工况,以及每个工况下的10个子工况,利用挪威船级社规范,研究了工作水深对平台的波浪砰击次数和砰击载荷影响的敏感性.针对各工况中的10个子工况结果,以90%的Gumble分布值作为最终的平台气隙的结果.通过数值模拟研究表明:相同的环境载荷、锚链类型和预紧力的情况下,平台的工作水深对平台气隙和波浪砰击的影响非常敏感.因此,在平台设计过程中应充分考虑工作水深对平台气隙和波浪砰击的影响.

浅埋偏压隧道洞口坍方数值分析与处治

某公路隧道在进洞时出现坍方。针对该隧道工程的实际情况,建立数值分析模型,采用ANSYS程序模拟隧道施工力学行为,从围岩塑性区分布、位移以及锚杆和混凝土衬砌内力分布情况分析隧道变形和坍塌发生的原因。结果表明:隧道浅埋偏压、围岩力学性质差及施工支护不当导致坍方。结合工程实际提出洞内加固、地表注浆加固及开挖控制的综合处治方法,取得了理想的效果,为日后类似工程提供借鉴与参考。

缓凝剂与高效减水剂的协同效应对硫铝酸盐型膨胀剂膨胀效能的影响

研究了三聚磷酸钠、葡萄糖酸钠分别与萘系高效减水剂、氨基高效减水剂复合产生的协同效应对硫铝酸盐型膨胀剂膨胀效能的影响。结果表明:缓凝剂与高效减水剂的协同效应会降低硫铝酸盐型膨胀剂在水中养护和空气中养护条件下的限制膨胀率、自由膨胀率,增大膨胀剂砂浆水养28 d的膨胀指数,从而降低了硫铝酸盐型膨胀剂有效膨胀能的利用。因此,在膨胀剂掺量相同的情况下,复合使用缓凝剂与高效减水剂,会大大降低膨胀剂的补偿收缩作用或产生的自应力。

极地钻井船系泊冰阻力与运动响应数值模拟研究

论文建立了系泊状态下的极地钻井船与平整冰相互作用的二维数学模型,首先通过几何方法搜寻船体与冰体之间相互接触的所有区域来模拟平整冰在船体水线面处的破冰过程,再采用半经验的冰阻力计算公式模拟冰块的翻转和滑行过程。利用该数值模拟方法获得了Kulluk号极地钻井船的冰阻力、系泊力及运动响应的时间历程,并将数值模拟结果和钻井船冰区实测结果进行了对比。研究表明,数值模拟结果与实测结果总体而言吻合,论文的数值模拟方法能够较好地模拟系泊冰阻力随冰厚和冰速变化的规律,具有一定的工程应用价值。数值模拟与实船实测结果之间存在一定的差别,产生的主要原因是实测数据较少,数据统计时存在一定的不确定性。

基于动刚度实验的发动机悬置系统计算模型及模态验证

计算模型的真实性、可靠性是模型建立的关键问题,线性系统动力学模型不能适应参数呈非线性系统的建模。以发动机悬置系统为例,通过实验获得刚度和阻尼参数,用实验的质量矩阵、刚度矩阵建立系统动力学计算模型,通过实验运行模态与计算模态相关分析得到验证模型。结果表明考虑动刚度参数的计算模型比传统静刚度模型更接近真实情形。

基于模态相关分析的发动机曲轴箱模型修正

以发动机曲轴箱为例,给出一种复杂结构有限元模型合理性验证的方法。采用锤击法测得曲轴箱的试验模态频率和固有振型,应用Ansys建立有限元模型并进行了计算模态分析,对试验模态和有限元模态进行模态相关分析,检验有限元模型的合理性。修正后的有限元模型,与实验的前5阶频率和振型基本吻合。

双层开孔直立式板结构的消波性能试验

在波浪与双层开孔直立式消浪板结构相互作用的模型试验中,给出了双层开孔直立式消浪板不同开孔形式在规则波作用下的透射系数。利用透射系数来反映结构的消波性能。分析了透射系数与水深、波浪要素之间的无量纲关系曲线。试验结果表明,双层开孔直立式消浪板结构具有消能好的优点。

非药式水下爆炸冲击波特性数值模拟研究

非药式水下爆炸冲击波模拟实验可以克服炸药式水下爆炸耗费大、危险性高等困难,对研究水下爆炸冲击波载荷作用下舰艇的动态响应与损伤具有重要意义。本文运用实验与仿真相结合的方法对非药式水下爆炸冲击波特性进行了研究,分析了不同飞片质量、速度及活塞质量对冲击波载荷强度和衰减时间常数的影响规律,建立了预测非药式水下爆炸冲击波初始峰值和初始冲击波衰减时间常数的经验公式。结果表明:水下爆炸初始冲击波峰值与飞片的初始撞击速度成正比,与飞片及活塞的质量无关。初始冲击波的衰减时间常数仅随飞片和活塞质量的改变而改变,飞片的初始撞击速度对其无显著影响。

动力总成悬置系统刚体模态参数的试验与计算

为研究动力总成悬置系统的动力特性,为悬置元件的设计和优化提供依据,进行了悬置系统怠速工况的运行模态测试和理论计算。首先测试了悬置元件的动刚度、静刚度、阻尼等参数,建立了Matlab计算模型,进行刚体模态计算。结果表明,怠速工况下采用悬置元件动刚度的计算结果与运行模态结果吻合,动力总成悬置系统的刚体模态参数不适宜在实验室环境下测试。

影响混凝土受弯构件实验值与理论值比值的因素

混凝土受弯试验是“混凝土结构”课程中非常重要的一项实践性环节,实验目的中核心部分就是根据“混凝土结构设计规范”(GB50010-2002)计算理论值,然后和实验值进行比较,而影响实验值与理论值比值的因素很多,应充分重视影响实验值与理论值的因素。本文通过对五类因素及措施的分析,得出了一般性的结论与建议,对受弯试验及结构试验具有一定的参考价值。

六自由度运动的非接触式测量系统的研究

利用非接触式六自由度测量系统，测量了多种模型的运动情况，并对模型六自由度运动的测量方法进行了研究。该系统运用照相系统对安置在模型上的红外线光源进行测量，得出模型的六自由度运动情况。该方法避免了由于接触而产生的误差，测量结果精准，结果令人满意。

极地船连续破冰阻力数值模拟研究

连续破冰是自破冰型极地船舶中最常用的破冰模式,连续破冰阻力精确计算是极地船舶航行性能预报和船型优化设计的基础。论文提出一种基于预设冰网格技术的连续破冰阻力数值模拟方法,预先对船体水线附近的线型进行分层离散及对冰场进行方形网格离散,通过几何计算和受力分析数值模拟连续破冰进程及产生的破冰阻力分量。进一步考虑连续破冰阻力与运动耦合效应,在时域内建立船体6自由度运动微分方程,数值求解获得连续破冰阻力时间历程结果。利用该数值模拟方法计算获得了一艘PC3级极地油船连续破冰阻力时间历程结果,并将冰阻力有义值与对应的模型试验结果进行了对比。研究表明,数值模拟获得的连续破冰阻力时历结果能够反映连续破冰进程,数值模拟获得的冰阻力有义值与模型试验结果的误差在12%以内。论文的数值模拟方法能够高效、精确地模拟连续破冰进程及冰阻力,具有一定的工程应用价值。

焦山古炮台夯土成分分析及建造工艺研究

夯土建筑是中国古代建筑的典型代表,现今许多古代建筑的夯土成分、配比及制作工艺已基本失传,夯土的力学性能取决于夯土成分、夯筑方法等,是夯土的重要性能。研究古代建筑夯土成分及性能对于我国古代夯土建筑保护和古代夯土技艺研究具有重要意义。为此,本工作以焦山古炮台夯土为研究对象,使用传统配制和夯筑工艺,在水分控制、糯米汁制作等方面取得一些经验,通过力学性能对比分析、成分分析、X射线衍射分析等,认为4:3:3仿制夯土的各项指标与焦山炮台古代夯土最为接近,可看作古代夯土近似配比。在此配比下模拟传统夯筑工艺,应用于焦山古炮台修复工程取得了较好的效果。

夹层圆柱壳结构的优化设计

针对一种全新的潜艇耐压壳体结构形式——夹层圆柱壳结构形式,借助适用于该种结构形式的解析法计算公式,并选定约束条件进行了优化设计,编写了优化程序;分析了该种结构形式与单层耐压壳体结构形式相比较所存在的利弊;在比较过程中,给出了四个优化算例以及比较结果,通过比较分析得出了这样的结论:对于建造大潜深的潜艇,夹层圆柱壳结构形式是一种可以考虑的结构形式。

新型消浪板结构性能分析

双层开孔消浪板是一种新型消能结构,其结构主要包括上层开孔板和下层实心板两部分,以此来解决结构的消能问题。基于双层开孔消浪板具有较好的消能效果,对结构稳定性进行分析。根据模型试验结果,推导出消浪板结构稳定性计算公式,从而计算结构的稳定性,并对计算结果进行分析,得出相应的结论。