摘要：非黏结柔管在海洋油气田的开发中得到广泛应用,其扭转平衡是保证作业期间结构安全的重要原则,然而现有分析理论简化假设较多,导致仍有非黏结柔管设计出现扭转不平衡现象.为了提高扭转模拟的准确性,不影响管道实际使用,本文聚焦现有设计分析中所忽视的螺旋铠装内外侧耐磨胶带,基于理论推导,建立耐磨胶带层扭转刚度及弹性模量修正算法,结合有限元模型,探究胶带层叠压对于非黏结柔管整体扭转的影响.结果显示,采用经过修正的胶带层弹性模量所得管道扭转结果更接近实测结果,对实际工程应用具有一定的指导意义.进一步研究发现,非黏结软管的整体扭转角与耐磨胶带的宽度正相关,与耐磨胶带的铺设角负相关,而随着叠压率增加,管道扭转角减小.

摘要：运输装置底部的搁置脚与滚装船甲板之间存在着复杂的非线性接触关系,不能简单地将搁置脚载荷视作均布载荷来处理。为探讨在搁置脚载荷作用下船舶甲板结构的接触压力与应力分布,以某钢质甲板结构为研究对象,采用Abaqus对其进行非线性接触数值计算,通过实尺度搁置脚载荷甲板强度实验,对搁置脚不同位置下甲板模型的接触压力、甲板板应力、纵骨应力进行分析,并将实验结果与仿真结果进行对比分析,验证搁置脚与甲板的接触压力分布规律,并在此基础上提出一种针对甲板板的简化计算方法,将复杂的非线性接触计算转变为较为简单的线弹性计算。结果表明,接触压力主要集中在搁置脚前端和横梁附近,以强横梁为代表的强构件是主要承载构件,甲板板高应力区域主要集中在搁置脚底部前端以及横梁附近,实验结果与数值计算结果吻合较好。本文计算模型具有较高的准确性,简化计算方法对滚装船甲板设计及强度计算具有较好的实用性。

摘要：近年来全球变暖的加剧使得北极航道的开放更具可行性,为分析极地船舶航行过程中的冰载荷及船体结构响应特性,本文针对船体舷侧结构与浮冰场多次碰撞的场景开展数值仿真研究。参考现阶段浮冰观测统计经验,建立船体舷侧结构-浮冰场相互作用有限元数值模型,在不同碰撞角度与不同浮冰密集度下开展仿真计算,分析船冰连续多次碰撞过程中碰撞力、能量及响应数据,研究碰撞角度和浮冰场密集度对浮冰载荷及船体舷侧结构响应特性的影响规律。结果表明,船冰多次相互作用下的结构响应规律与船冰单次作用存在一定差异,碰撞角度与浮冰场密集度参数对船冰碰撞力与船体舷侧结构响应特征影响呈现出一定的规律。本文研究内容对极地航行船舶舷侧结构的安全性设计具有参考价值。

摘要：文章对滑翔机的三维动力学模型进行简化和线性化,通过分析线性化的三维模型,设计了一种线性二次型调节器(LQR)使滑翔机在运动过程中能够抵抗由于外界引起的扰动。滑翔机动力学模型是一个多输入多输出系统,同时由于欠驱动的特点,使得其在滑翔运动中很容易受到外界环境的影响。文中设计了线性反馈控制器来改善滑翔机的控制性能。LQR控制器和比例积分微分控制器(PID)的仿真对比结果显示了LQR控制器具有较快的响应速率,能够使滑翔机在扰动下较快地恢复至稳定滑翔状态,能较好地控制滑翔机的运动。

摘要：水下开孔机是开展海上沉船油液回收作业的重要装备.研制了具有自主知识产权的新型深海开孔机,从总体设计原理、船板表面吸附预定位、船板自攻螺钉安装固定、船板开孔、开孔后封堵及开孔后抽油等6个方面介绍该机的工作原理,还介绍了水下无人遥控潜水器搭载水下开孔机的工作方法.重点介绍主钻机液压驱动技术.并提供了陆上功能试验、水池试验以及海上试验数据.试验结果表明这项新型深海开孔机的研制是成功的,它对今后同类开孔机的广泛应用和发展具有重要的工程意义.

摘要：目的提高水下机器人在未知时变海流速度、不确定性建模和环境干扰3种未知因素影响下的跟踪控制性能。方法基于改进动态面自适应控制方法,首先为补偿三种未知因素的影响,设计海流速度自适应更新律和径向基神经网络,对其进行实时估计,同时将传统的固定滤波器改进为一种时变滤波器,以改善控制输入抖振问题。然后构建Lyapunov函数证明稳定性。最后进行仿真实验,并与传统动态面控制法和反步滑模控制法作对比。结果本文设计的海流速度自适应更新律和径向基神经网络能够精确估计3种未知因素的影响,展现了强大的鲁棒性。此外,相比于2种对比方法,本文方法在控制精度、解决抖振能力方面展现了优越的控制性能。结论基于改进动态面自适应控制方法,在考虑不确定性建模和环境干扰的基础上,解决了现实情况中存在的未知时变海流速度干扰问题,同时提高了水下机器人在复杂环境中的控制性能。

摘要：基于Visual Basic和Access的系统框架,运用知识工程的基本原理,实现了集装箱船舯剖面的结构设计、优化及三维建模.设计中新船的布置通过对母型船布置形式的拓扑调整获得.在2条母型船结构参数的基础上,运用插值方法结合规范公式获取新船的构件参数,并对其关键结构采用遗传算法进行参数优化设计,其收敛性良好.通过与直接规范设计结果的对比表明,该方法兼顾规范和设计经验的要求,设计结果更为合理.此外,通过Python程序实现了船体舯剖面在Tribon软件中的自动三维建模,大大提高设计结果的人机交互性.

摘要：在采用归一化灵敏度分析方法对全船结构众多设计变量进行必要取舍的基础上,建立全船结构优化模型。通过优化板材厚度和骨材型号等离散变量,使结构在满足相应的频率、强度、变形约束和几何限制等条件下,达到全船结构重量最小化的优化目标。以某自航绞吸挖泥船为研究对象,建立优化模型,采用iSIGHT中集成的自适应模拟退火算法进行静力学、动力学特性的计算分析和优化设计。优化结果表明:优化后的全船结构在满足强度和刚度要求下,不仅具有更轻的结构质量,而且具有更高的固有频率储备,更低的振动水平,较好的实现了全船结构的优化设计。

摘要：基于金属铺层假设,以结构材料属性和材料铺层数量为设计变量,建立了基于金属-复合材料的材料选型结构-声辐射优化设计模型。以钢-纤维增强复合材料组合结构为例,开展了多设计变量、多约束条件的结构-声辐射优化研究。最后,采用遗传算法进行求解,实现了结构材料的转换。数值算例表明,通过金属-复合材料组合结构的材料选型优化,可以有效降低钢-纤维增强复合材料结构的振动和声辐射。文中的研究方法为结构材料的分布优化提供了一种可行有效的思路。

摘要：考虑实际材料强度寿命特性的离散性,提出了一种用于评估曲轴早期疲劳失效的方法.材料强度寿命离散性的微观机理在于材料内部的微观组织结构(包括微观缺陷)分布的不均匀性,这可以用初始损伤的概率分布来统一表征.同种牌号的合金,其强度寿命特性的中值基本一致,但离散范围则会有很大差别,必须通过足够的取样试验才能确定.对于由34CrNi3MoA合金制成的某柴油发动机曲轴锻件,由冲击取样试验的冲击功离散性估算了疲劳极限的离散性,由结构疲劳试验确定了疲劳极限概率分布的均值.传统设计手册所推荐的安全系数只是暗中假定了材料的某种离散性,本研究给出考虑材料实际离散性的安全系数与可靠性间的定量关系.当实际使用的材料不满足规定的可靠性要求时,曲轴就易发生早期疲劳失效.