用有限元法计算船体总振动时刚度阵奇异处理分析

采用考虑剪切滞后影响的一维有限元梁模型计算船体总振动固有频率和振型。特征值解法中常采用两种方法消除刚度阵的奇异性，即移轴法和加附加弹簧法，但对移轴量和附加刚性系数选择上尚存在盲目性，为了供计算参考，本文给出了其适用的范围．并用一条实船作为算例，与其它算法进行了比较分析，表明文中的方法具有一定的计算参考价值。     

基座变形对微梁共振器固有频率的影响

利用解析方法分析了基座变形对微梁共振器固有频率的影响。用4个等效弹簧代替基座变形对微梁振动的影响;通过对基座变形的弹性分析确定了4个等效弹簧的刚度系数。通过对微梁(包括基座)的自由振动分析确定了微梁共振器的固有频率。有限元数值计算结果验证了分析方法的正确性。计算结果显示基座对微梁共振器的固有频率具有较大的影响而且这种影响随着梁的长高比的减小而增加。     

焦炭塔结构的固有频率和振型研究

在传统的直立塔设备固有频率和振型的计算中,将塔设备简化为悬臂梁计算模型,但实际塔的薄壁圆筒结构与梁模型不符,为此对焦炭塔建立有限元分析模型进行模态分析,得到焦炭塔的固有频率和振型,计算分析表明,由于焦碳塔特殊的结构特点使得焦炭塔的振动特性与传统大型直立设备简化为悬臂梁计算模型所得振动特性相比有所不同,因此焦炭塔结构计算中在计及高阶振型与固有频率时,不宜简化为悬臂梁计算模型.     

板梁组合结构振动分析中的一种实用梁元

在板梁组合结构振动分析模型中提出了一种新的更实用的梁单元计算模型。基于对梁元带板问题的讨论及对大量梁元的实际计算结果分析,推导出梁元惯性矩计算的经验公式。采用Mindlin板单元和本文梁元,建立了考虑板剪切变形、梁剪切变形的板梁组合结构振动分析计算模型。最后通过实例及与其他计算模型的比较验证了本文计算模型的准确性。     

流固耦合理论在船体总振动附加水质量研究中的应用

基于流固耦合理论对采用刘易斯方法求得的船体总振动固有频率进行了修正,给出了修正系数,并且对流固耦合计算中流体单元范围的选取进行了计算和讨论,可提高船体总振动预报的效率和准确度.     

GW-1型振动筛动态特性的Pro/E分析

用Pro/E软件对GW－1型振动筛的动态特性进行分析,计算出筛箱前8阶固有频率与模态振型,并找出筛箱在工作过程中动应力的分布规律。分析表明,该振动箱的结构设计合理,且在设计工况下,筛箱侧板的最大主应力为13.8MPa,其动强度满足要求。计算结果对该筛的进一步设计具有指导意义,为后续筛箱动态强度的试验研究提供了依据。     

海洋钻机井架振动检测及评估——以ZJ50/3150DB钻机为例

渤海某海洋平台配置的ZJ50/3150DB海洋钻机在钻井作业时井架振动幅度较大,为了评估井架在钻井作业时的安全性,对井架进行了振动检测,并建立了井架结构有限元模型,结合现场检测数据和模型计算结果分析井架振动对井架结构安全的影响。分别进行了井架固有频率检测、钻进作业工况井架幅频响应检测、井架振动幅值检测和井架振动加速度检测;依据井架图纸及现场井架实际情况,采用ANSYS软件建立了井架结构有限元模型。使用该模型计算出的井架第1阶固有频率为0.555 8 Hz,与现场检测结果较吻合,验证了模型的正确性。分析现场检测数据和模型计算结果发现:顶驱转速为36 r/min时,井架易发生共振;井架C型开口抗扭强度低;井架底座2个前撑杆为关键构件,其结构安全性影响整个井架安全;各种工况下的井架振动和顶驱通过二层台时引起的井架冲击振动均符合安全要求。     

C-320D-256-120型游梁式抽油机运动过程中的模态变化规律研究

针对抽油机野外振动试验的局限性和抽油机振动特性随曲柄运转的变化状态，对抽油机运动过程中的模态变化规律进行了系统分析。以C-320D-256-120型游梁式抽油机为例，根据无阻尼结构振动理论，利用有限元数值模拟方法，计算出抽油机在自由振动时完全阶次的振动特性，即，固有频率和振型，得到振动特性与曲柄转角的关系，固有频率基本上随曲柄转角按正(余)弦规律变化，并指出抽油机最先被破坏部位的变化规律。     

水对船舶与海洋建筑物结构振动影响的研究

探讨了水对船舶与海洋工程结构振动的影响。采用流固耦合振动方法,导出附加水质量影响系数曲线,供浸入水中的船舶与海洋平台局部结构振动计算参考。     

基于微分变换法的海洋立管模态参数影响分析

为探究海洋立管模态参数(固有频率及振型)随结构参数(立管长度及弯曲刚度)、轴向张力(恒张力及变张力)、弹性约束刚度(扭转刚度及线性刚度)和附加质量系数的变化规律,将海洋立管简化为轴向张紧的细长梁力学模型,利用微分变换法对其自由振动控制方程进行数值求解。研究结果表明:微分变换法具有收敛速度快和精确度高等优点;海洋立管固有频率随立管长度增加而降低,随立管弯曲刚度和上、下两端约束弹簧刚度的增加而增大,随海水附加质量系数增大而减小。运用微分变换法可很好地分析海洋立管模态参数随各影响因素的变化趋势,这为海洋立管的涡激振动分析及设计提供了重要参考。     

海洋钻井隔水管固有频率的简化计算

海洋钻井隔水管是连接海底井口与钻井船的重要设备,当其固有频率与海流经过时产生的旋涡释放频率接近时,隔水管将发生涡激振动而使其疲劳寿命显著降低,因此精确计算隔水管固有频率对于预测其涡激响应和疲劳寿命是非常重要的。假定隔水管为小变形状态下承受一致张力的梁模型,基于能量守恒定律推导了隔水管固有频率的简化计算公式。实例分析结果表明,采用本文提出的简化公式得到的计算结果与有关文献给出公式的计算结果相吻合。     

层状页岩水力压裂裂缝与岩体弱面的干扰机理研究

为了进一步认识水力压裂裂缝在层状页岩中的扩展行为,以四川盆地龙马溪组页岩为研究对象,根据Mohr-Coulomb准则,研究了水力压裂过程中层状页岩压裂裂缝与弱面的干扰机理,以及基质破坏、弱面剪切破坏、弱面张开破坏所对应的临界液压;根据断裂力学,研究了弱面在张开和剪切破坏下的剪切滑移量,建立了水力压裂裂缝与岩体弱面干扰理论模型,并对其进行了应用分析。实例计算分析表明:0° α 20°时（α为弱面法向矢量与最大水平主应力方向的夹角）,水力压裂裂缝中的液压容易促使岩石基质发生破坏;25° α 75°时,水力压裂裂缝中的液压容易促使页岩沿弱面剪切破坏;80° α 90°时,水力压裂裂缝的液压容易促使页岩沿弱面张开;剪切滑移量受弱面上摩擦系数、剪应力、正应力的共同影响,其中剪应力是剪切滑移的驱动因素。研究认为,当弱面发生张开或剪切破坏后,弱面滑移量与裂缝长度成正比,与弹性模量成反比;建立的理论模型与现场压裂微地震监测结果基本吻合,可用来预测水力裂缝与弱面的干扰行为。      

海洋工程船舶直升机甲板模块设计计算

为了实现海洋工程船舶海上紧急救援的功能,对工程船舶上直升机甲板模块的设计进行分析。直升机甲板模块采用外伸的桁架式结构,适用S-92型直升机,主要由管支撑、面板、加强筋、梯道、安全网、着陆网、疏排水系统、消防系统、边界灯等构成。利用SACS软件建立了三维有限元分析模型,对梁、立柱以及板材进行强度校核。通过计算证实外伸的桁架式直升机甲板模块设计能够满足S-92型直升机的起降强度和规范要求。     

薄膜式LNG运输船温度场研究

液化天然气运输船液货舱热维护系统是一个结构复杂的、具有第三类边界条件的、多层平壁的稳态导热与自然对流及辐射换热相互耦合的三维复杂传热系统。针对这一复杂系统，考虑了船体主要构件、骨材、空腔空气对流、表面间的辐射对换热的影响，建立了数学模型，并给出了基于通用软件ANSYS的数值计算方法；还以某艘LNG运输船为例，进行了温度场的有限元分析。结果表明，所给出的对LNG运输船液货舱热维护系统的热分析方法是有效的。     

胜利油田罗家地区页岩储层可压性实验评价

页岩储层的"可压性评价",目前国内外尚无统一的评价方法.结合室内岩石力学和物性参数测试结果以及脆性指数计算方法,尝试对目标储层进行可压性评价,探索并形成较为系统的室内实验评价方法.结果显示,页岩抗张强度、单轴抗压强度、抗剪强度和断裂韧性较砂岩和碳酸盐岩低;垂直层理方向粘聚力大于平行层理方向,沉积层理面胶结脆弱;受诱导应力的作用,平行的沉积层理(天然裂缝系)与主裂缝夹角越大,越容易起裂.断裂韧性实验中,当人字形切槽与沉积层理面的夹角在45°以内时,裂缝容易沿层理面扩展;大于45°时,裂缝将穿过层理面扩展.综合分析表明,该页岩储层可压性较强.      

基于液体阻尼器的风机塔架减振特性

建立调频液体阻尼器(Tuned Liquid Damper, TLD)数值计算模型,利用OpenFOAM二相流动网格方法进行求解,并基于试验数据验证计算方法的有效性。分析TLD减振力与固有频率和激励频率的关系。建立Simapck与OpenFOAM耦合求解方法,对TLD在风机塔架上的布置数量、布置位置和固有频率对风机塔架减振效果的影响进行研究。计算结果表明,当TLD的固有频率等于塔架一阶振动频率且TLD布置在塔架顶端时,TLD的减振效果更好。     

石油井架结构焊接节点的刚度计算

为研究梁端节点连接的柔性对连接的非线性性能的影响,提出了空间钢架半刚性梁单元的单元刚度矩阵的表达形式。将半刚性焊接节点分为受剪焊缝、受弯梁翼缘焊缝和受剪节点域3类组件,分别计算各组件初始刚度,再将其进行组装,推导了连接节点初始刚度的理论计算公式。以JJ160/41-K型钻机井架结构为例,采用理论公式计算立柱与拉筋连接节点的初始刚度,并与相应的有限元计算结果进行对比分析,2个结果吻合较好。     

电子延迟器控制的三级震源叠加技术

在厚黄土层地表区地震数据采集中,多级延迟叠加震源方法具有先进性,但现今采用机械武打击片或螺旋式导爆管控制震源延时爆炸的方法,存在延时精度低、结构复杂、加工成本高及效率低等问题.使用电子雷管虽可较精准实现多级震源延迟叠加,但由于费用过高而难以大规模使用.文中介绍一种电子延迟技术控制多级震源叠加的方法,并详述地表控制电路(...     

四边简支单向加筋矩形板的振动特性分析

将不同经验公式计算构件固有频率的结果与有限元方法和动态刚度阵法计算结果进行了比较,找出最为有效的经验公式,并对其不足之处进行修正,提高计算精度,为设计人员提供一个有效工具。