摘要：高腹板工字梁结构广泛应用于大型邮轮等船舶与海洋结构物,在现行的欧洲钢结构规范中,对工字梁在高温条件下抗剪极限强度计算方法未充分计及高温环境的影响。本文通过非线性隐式动力分析方法,对高腹板工字梁抗剪极限强度进行数值模拟,并与实验结果进行对比,验证了数值解的合理性。同时针对非均匀温度场,文中考虑了三种不同高温场景,通过数值模拟具体指出了欧洲规范的不足之处,并提出了适用于非均匀高温场的工字梁剪切极限强度改进计算方法,为工字梁结构设计与高温安全性评估提供了参考。

摘要：研究水下生产系统跨接管结构在地震波载荷下的动力响应特性。分析中计及了地震波沿水平和竖向两个方向的载荷输入,采用非线性弹簧模型模拟跨接管与海床的耦合作用,同时考虑了地震作用下跨接管的动水作用效应。通过对不同影响因素下结构的动力响应结果分析表明:竖向地震波对跨接管结构水平响应幅值影响较小,但显著改变其响应频率;管土接触引起跨接管响应幅值变化明显,并激发跨接管高阶振型;地震下动水作用力对跨接管的响应幅值影响较大。所建立的分析方法对跨接管结构设计和安全性评估有一定借鉴意义。

摘要：借助时域流体力分解模型,开展时变轴向张力与涡激振动联合激励下圆柱体动力响应特性研究。采用某2.552 m小尺度立管模型试验结果验证该方法在顶张力恒定和时变条件下预报结构响应的有效性。针对另一尺度较大的38 m圆柱体模型,设计28个张力时变工况以研究时变张力幅值和频率对涡激振动响应的影响规律。张力时变工况中,结构动力响应呈现振幅调制、滞后、频率转换及多频响应叠加、模态阶跃等不同于张力恒定工况的新特征。当ω_T=2ω_(CT)时,结构会发生强烈的Mathieu型共振。

摘要：船舶舱室发生火灾时,人员和财产安全、船舶结构及生态环境等都会受到严重威胁。论文基于Smagorinsky亚格子模式的大涡模拟模型和非线性有限元显式动态算法,开展火灾场景下船舶结构动态热力响应的研究。通过自编温度载荷映射程序,实现了现有的火灾模拟软件与有限元软件之间的数据传递。考虑到环境温度在时间和空间上分布的非均匀性和高温下钢材性能的折减,提出了一种用于求解火灾场景下船舶结构动态热力响应的方法。通过算例分析验证了该方法的可行性,可为船舶结构安全性评估和抗火设计提供参考。

摘要：加筋板是典型船体承载构件,考虑火灾高温作用下材料性能的变化,根据热弹塑性有限元理论,基于名义升温曲线,研究防火涂层对加筋板结构高温响应特性和剩余强度的防护作用以及涂敷位置对加筋板失效模式的影响,为结构性能评估和结构防火设计提供参考.数值分析表明:防火涂层能有效减缓结构升温诱发的应力升高和挠度增加;整体涂敷不改变结构整体屈曲伴随加强筋侧倾的失效模式,而显著推迟了失效时间,对保持结构高温剩余强度有明显效果;局部涂敷会改变结构的失效特性,仅带板涂敷下发生整体失效,仅加强筋涂敷下发生梁柱型失效伴随腹板的局部屈曲;整体涂敷对加筋板剩余强度的防护效果最佳,仅带板涂敷次之,而仅加强筋涂敷的防护能力较弱,局部涂敷的防护性能主要取决于结构的受热和失效模式.

摘要：防爆墙结构是海洋平台的重要防护设施,其抗爆性能需要重点关注.基于非线性有限元方法,研究在常温条件下防爆墙受到爆炸冲击的结构响应.结合实验数据,对比准静态与动态算法的适用性,分析总结在常温条件下结构冲击应变的3种典型形式.在此基础上,考虑高温对材料和结构的影响,并对防爆墙冲击动力响应特性进行分析.研究表明,高温环境对结构响应有明显加剧效应:在选取工况的荷载水平下,高温时结构动力响应的位移幅值应变可达到常温时的5倍;在常温荷载冲击下,结构应变为弹性无应变或小应变,而在高温影响下,其可能加剧为大应变,且高温影响将改变结构的响应形式.研究成果可以为防爆墙的结构设计提供参考.

摘要：充分考虑平台系统在复杂海况下的耦合非线性效应,分别采用反映海床吸力效应的线性滞后模型和传统线性海床模型模拟立管触地区域和海床的相互作用,对深海钢悬链线立管进行非线性时域模拟,根据预报的触地点响应采用确定性方法计算应力参数。根据基于S-N曲线及Miner准则建立极限状态方程,采用一阶可靠度方法研究触地点的疲劳可靠度,结果表明,与传统模型相比,线性滞后模型得到触地点在低应力范围的循环次数较多而在较高应力范围区域的循环次数较少,因而具有较高的可靠度指标。文中的立管疲劳可靠性分析将平台/系泊索/立管作为一个统一整体并包括海床对立管的吸力效应,有助于提高钢悬链线立管的疲劳可靠性设计的精度。

摘要：基于大涡模拟算法,使用FDS火灾动力学仿真软件模拟舱室火灾,将环境温度映射至结构有限元模型。考虑结构的初始缺陷和材料的高温热力学特性,采用顺序热力耦合算法计算甲板板架在火灾发展过程中的动态热力响应。基于显式动态算法研究板架轴向压缩时的高温剩余极限强度,并分析结构失效模式。计算结果表明,高温环境下的板架受到轴向压缩载荷时,由于横梁间加筋板发生崩溃而达到极限状态,且油池中心位于横梁间时更偏于危险;火灾发生前期,板架高温剩余极限强度衰减较快,后期趋缓。这项研究可为实际火灾场景下的船舶结构抗火设计与安全评估提供参考。

摘要：考虑材料在不同温度下的热力学性能变化,结合热弹塑性有限元与弧长法,研究加筋板在不同受热模式下的高温失效特性以及单轴压缩剩余极限强度.数值分析结果表明:迎筋面受热模式较背筋面受热模式升温更快,更为危险;背筋面受热模式下,结构易发生梁柱型失效;迎筋面受热模式下,结构失效表现为整体屈曲和筋的侧倾两种失效模式的叠加;当升温时间为140 s时,背筋面受热和迎筋面受热模式下的结构单轴压缩剩余极限强度分别衰减至常温的13%和5%.

摘要：非黏结柔性立管常用于将海底油气资源输送到平台,有时因设计需要会包含复合材料圆柱壳层结构.以一类8层的非黏结柔性立管为研究对象,分析了含有复合材料圆柱壳层结构的非黏结柔性立管的弯曲特性.提出了一种作用于非黏结柔性立管的轴对称载荷和弯曲载荷联合作用的理论模型,同时建立了计及详细几何特性的非黏结柔性立管数值模型进行了验证.分析了两种典型复合材料及其纤维体积分数对非黏结柔性立管弯曲特性的影响.理论与数值结果吻合较好,计算结果表明:非黏结柔性立管的弯曲特性受复合材料圆柱壳层轴向弹性模量影响较大,轴向弹性模量较大的复合材料会较大地增强完全滑移阶段的非黏结柔性立管的弯曲刚度.非黏结柔性立管的轴向抗拉刚度和完全滑移阶段的弯曲刚度都随着复合材料圆柱壳层的纤维体积分数增大,接近线性增强.