基于模糊理论海洋平台的MRFD半主动控制理论研究

基于模糊理论控制采用磁流变阻尼器（MRFD）对海洋平台在随机波浪力作用下的振动控制效果进行研究。以平台的位移、速度响应为输入量,给出最优控制力的计算方法,并基于线性波浪理论和Morison方程实现了随机波浪力的数值仿真。以平台结构振动响应幅度为控制目标,设计MRFD系统,实现对海洋平台的最优控制。以典型导管架平台为例,进行多自由度数值仿真,仿真结果表明模糊控制下MRFD的半主动控制对海洋平台的动力响应有明显的控制效果。     

导管架式海洋平台全寿命极限承载力计算研究

对平台在全寿命期内,计及材料腐蚀、疲劳裂纹等结构损伤因素及其随机特性,基于固定式平台结构基底极限抗剪切能力计算方法,发展了一种平台全寿命期极限承载力计算方法。并以一位于墨西哥湾海域处八桩腿导管架平台为例,进行了平台全寿命期内动态承载力计算,同时考虑其随机分布的特性,进行了统计分析,得到平台在每个瞬时服役期内的极限承载力统计量随服役年限的变化规律。     

超声振动辅助激光熔覆IN718-Hf涂层的抗高温氧化性能

目的 基于航天航空领域对IN718合金的抗高温氧化性能需求,通过活性元素(RE)掺杂与物理场辅助,提升IN718合金的抗高温氧化性能。方法 采用超声振动辅助激光熔覆工艺,在IN718合金表面制备IN718-Hf熔覆层,研究涂层的微观结构演变,以及在800℃下长达100h的氧化行为。利用扫描电子显微镜(SEM)、电子探针显微分析仪(EPMA)研究涂层的显微组织、氧化膜结构和元素分布。通过X射线衍射仪(XRD)分析物相。结果 在不同Hf含量(均以质量分数表示)的涂层中,IN718-Hf(0.3%)涂层中的氧化层最薄、最均匀。Hf的高化学活性使得它很容易与其他元素发生反应,增加了成核粒子数量,使涂层中的微观结构细化。超声振动的施加提升了熔池的过冷程度,同时打碎了熔池中粗大的柱状枝晶,从而达到了细化晶粒的目的。晶粒细化有利于形成致密均匀的氧化层,从而增强材料的抗高温氧化性。氧化层具有双层结构,外层为Mn Cr₂O₄尖晶石,内层为Cr₂O₃。Hf的掺杂和超声振动的施加促进了Mn Cr₂O...     

半主动控制方法对海洋平台结构振动控制效果的数值模拟及试验对比研究

采用半主动控制方法对海洋平台的振动进行控制,以一典型导管架式海洋平台为原型,根据动力相似准则按1∶ 50 比例设计海洋平台结构模型,以磁流变阻尼器为控制装置设计半主动控制系统,进行多工况减振效果的数值模拟,在此基础上,进行波浪水池试验研究,对比分析半主动控制系统控制效果的数值模拟结果与试验结果,讨论磁流变阻尼器自身刚度、质量对平台动力响应及减振效果的影响,给出磁流变阻尼器半主动控制系统对海洋平台结构振动的减振特点.     

门座式起重机整体结构强度有限元计算方法研究

以现役大型港口起重机械——MQ1633门座起重机为倒,采用软停MSC-PATRAN/NASTAN建立其整体结构有限元模型．在考虑腐蚀和理想化建模时结构影响的情况下,进行了两种工况下的应力计算,得到额定最大荷载作用下起重机处于最大变幅和最小变幅状态下的应力、应变分布规律。为该结构的有限元强度分析方法提供了参考。     

典型舰船水下爆炸冲击环境仿真

利用冲击谱描述方法,对舰船在水下爆炸载荷作用下的冲击环境进行了数值模拟和分析. 利用MSC Dytran软件计算在爆炸载荷作用下舰船各测点的加速度,用加速度计算得到冲击谱,并总结出爆炸参数和冲击谱的关系. 通过分析表明冲击谱的谱值由船底外板到最上层甲板呈衰减的趋势;各测点加速度谱值随爆炸距离的增加近似呈指数衰减;各测点的加速度谱值随炸药量的增加近似呈抛物线增加.     

带有初始缺陷船用加筋板极限强度的不确定性分析

由于实际工程结构尺寸及材料性能等存在一定的变异性,这将导致其极限承载能力具有不确定性。首先基于逐步破坏理论,采用非线性有限元方法对带有初始缺陷的典型船用加筋板的极限强度进行研究。采用Monte Carlo数值模拟结合拟合技术建立结构不确定性分析模型。以此为基础,考虑结构尺寸、材料参数及初始缺陷的随机性,对于加筋板极限强度的不确定性进行探讨。为在计算量较小的前提下得到准确的随机统计规律,提出基于可靠性反问题的对数正态三参数拟合方法,并与传统拟合方法进行比较分析。结果表明对数正态三参数法可高效准确地对于加筋板极限强度的统计特性进行预报,为船舶的安全性分析提供基础。     

腐蚀损伤下海洋平台动力响应研究

基于线性莫里森方程和随机波浪理论,建立了随机波浪载荷计算方法,以此分析极端海况下极值波浪力的统计特性。以墨西哥湾某海域一导管架海洋平台为算例,建立有限元腐蚀模型,分别计算平台在极值随机波浪载荷作用下的动力响应。将无腐蚀和腐蚀两种状态下的动力响应对比分析,计算结果显示,腐蚀损伤对动力响应的影响较明显,相同载荷作用下动力响应随腐蚀厚度呈线性变化。     

基于“卓越工程师教育培养方案”的教材改革研究

江苏科技大学在2011年提出了"卓越工程师教育培养方案",该培养方案以海洋工程装备设计工程师培养为目的,探索具有"工文交融"特色的工程师培养模式,即以"工程教育"为重点,建立"工程"与"管理"、"工程"与"技术"相融的课程体系。对于新增专业许多教材缺乏和部分教材出版年份久远不能适应现代工程师培养需求的问题,重点编写了海洋工程装备设计与制造的核心理论课程教材——《海洋平台设备与系统》。这次教材改革较以往的教程涉及培养目标的变化、课程政策的调整和课程结构的改革。     

在役门座式起重机结构强度有限元分析方法

采用有限元分析软件MSC．PATRAN／NASTRAN对一在役门座式起重机建立整体结构计算分析有限元模型,模型中考虑了腐蚀对结构的影响,进行了两种危险工况下的应力计算,并给出结构中应力值较大的几个典型位置作为应力测试位置,进行应力现场测试。通过将有限元计算结果与实测应力结果进行比较,验证了有限元计算结果的可靠性,为在役门座式起重机的有限元强度分析提供了可行的参考方法。