摘要：近年来随着全球气候变暖加剧,海冰消融速度加快,北极航道的全面开通成为可能。北极地区环境恶劣,即使在夏季浮冰和冰山也广泛存在,对极地船舶结构安全性产生了严重的威胁,船-冰碰撞问题也越来越受到国内外学者的关注。但是,由于海冰材料复杂的物理和力学特性,目前对海冰以及冰载荷的研究仍然面临诸多困难,其中对其本构关系的合理准确描述一直是影响相关问题计算分析的关键因素。本文结合国内外海冰实验数据,考虑温度的影响,建立了基于多曲面屈服准则的海冰材料本构模型,通过二次开发编写材料本构子程序并嵌入有限元软件LS-DYNA材料模型中。以此为基础,建立典型工况船-冰碰撞场景,分析了船体结构与冰体结构的损伤变形特点。本文研究成果可为极地船舶的结构设计制造与安全性评估提供参考。

摘要：以主机基座结构重量为目标函数,采用矩阵描述设计变量离散集,并以结构尺寸、稳定性、许用应力和疲劳强度等方面的限制作为约束条件,建立了船舶主机基座结构的优化设计模型,也给出了基于自适应模拟退火算法的设计优化流程。通过对某集装箱船升高双层底主机基座的优化设计,说明基座结构在初始设计时大部分主要构件的尺寸留有很大裕度。算例分析表明作者提出的结构优化策略是十分有效的。

摘要：为了利用近水面较高的潮流流速,潮流能叶轮一般安装在接近自由面的位置,导致叶轮的水动力特性受到自由面的影响。本文基于CFD方法,通过改变叶尖浸没水深,对水平轴叶轮在自由面条件下的水动力特性展开研究。研究结果表明:叶轮轴向载荷和能量利用率平均值随叶尖浸没水深的增加而增加,并逐渐接近于无自由面时的计算结果;叶轮轴向载荷和能量利用率瞬时值产生波动,波动幅值随叶尖浸没水深的增加而减小;当叶尖浸没水深为0.79D时,轴向载荷系数及能量利用率已基本不随叶片方位角的变化而改变,即自由面已几乎无影响。研究结果可为潮流电站设计及工程应用提供依据和参考。

摘要：超大型海上浮式结构物(Very Large Floating Structure, VLFS)是由若干个单模块通过连接器连接而成的海上结构物,连接器是整个结构中最薄弱而又最关键的部分,因此有必要对连接器基座进行静强度分析和极限强度分析。文章采用以包含连接器基座的上箱体为研究对象,选取包含单个连接器基座和两个连接器基座的上箱体局部结构作为模型进行静强度分析,得到了两种模型连接器基座整体Von mises应力不大,但存在基座与连接器连接处、立柱与上箱体底甲板连接处两处明显的高应力区的相关结论。然后,采用非线性有限元准静态法对连接器基座进行极限强度分析,确定结构在危险工况下最先发生破坏的位置,得到基座连接器不同方向的极限承载力。结果表明,连接器基座在各个方向的极限承载力都远大于其载荷预报值,连接器基座具有较大的结构强度储备。文中的研究结果为超大浮体连接器基座的设计和安全可靠性分析提供了相关理论依据。

摘要：由于水深较浅,水下地形和环境复杂,浅水海域浮式风机系泊系统的设计具有较大难度。以X1 Wind公司设计的X30浮式风机结构为母型,针对悬链线式、半张紧式和张紧式系泊方式,设计了8套不同的系泊方案,开展浅海区域浮式风机多点式系泊系统特性研究。通过水池模型试验修正数值模型,通过计算获得各系泊方案的定位特性,为浅海区域浮式风机系泊系统设计提供参考。

摘要：[目的]由于船体结构的复杂性,传统优化方法容易出现陷入局部最优、求解速度偏慢的问题。[方法]基于自适应变异粒子群算法(AMPSO)、BP神经网络、遗传算法(GA),结合Isight/Nastran设计的正交试验方法,提出AMPSO-BP-GA结构优化方法,然后分别以十杆桁架和跳板结构的优化作为算例,验证所提优化算法的准确性和可行性。[结果]计算结果表明:在相同的约束条件下,经AMPSO-BP-GA方法优化后,十杆桁架结构重量为2272.1 kg,比其他方法优化后的结构重量更轻;跳板重量减少了33.3%,对比GA-BP-GA方法和PSOBP-GA方法分别减少25.4%和17.9%,显示AMPSO-BP-GA方法的优化效果更佳。[结论]AMPSO-BP-GA方法针对结构轻量化的优化效果更佳,可为船舶结构优化设计提供参考。

摘要：船舶与海洋结构物因其工作环境而备受裂纹损伤的危害,为了将裂纹损伤船舶结构剩余极限承载的研究运用到船舶设计阶段的强度校核,从而保证船体结构在损伤之后仍具有一定的承载能力。本文采用试验及数值方法讨论了裂纹损伤对于船体结构剩余极限承载能力的影响。考虑初始变形缺陷下对受轴向压缩载荷的含穿透裂纹加筋板的极限强度进行分析,分别探讨了裂纹位置、长度不同时加筋板结构应力分布特性及屈曲变形模式,并将数值仿真与相同几何参数的裂纹加筋板受压破坏试验结果进行对比分析,并讨论了初始缺陷的影响。结果表明:裂纹的存在对加筋板结构压缩极限强度不利,且结构应力变化和变形呈现明显的非线性;结构初始变形不仅削弱了加筋板结构的极限承载能力,而且影响了加筋板结构的屈曲模式。

摘要：本文介绍了江苏科技大学代表队在第十二届全国周培源大学生力学竞赛“理论设计与操作”团体赛“自停滚轮”项目中的设计方案和制作过程,给关心和热爱该比赛的力学爱好者提供参考。

摘要：针对岩体隧道衬砌长期承载力可靠度分析,文章分别以初始时刻及现时刻为分析时间起点,建立了考虑抗力随时间变化的使用期内隧道衬砌承载力可靠性分析模型。在此基础上,以某海底公路岩体隧道为例,对海域Ⅲ级（Ⅳ类）围岩下衬砌在不同使用期内的长期承载力可靠度进行评估,计算结果表明：（1）随着运营时间增加,岩体隧道计算断面衬砌的长期承载力可靠度指标不断减小;（2）该隧道计算断面衬砌拱腰处的承载力可靠度指标最大,最大弯矩处的承载力可靠度指标最小,即计算断面衬砌在弯矩最大处最不安全;（3）隧道运营60a时计算断面最大弯矩处衬砌的有效概率大于99%,60a之后至其有效期（100a）,有效概率在95%-99%之间。在设计使用期内,该隧道计算断面拱顶、拱腰和最大弯矩处衬砌的有效概率均大于99%。

摘要：利用有限体积方法对含闸墩溢流坝过坝水流三维流场进行数值模拟,采用k ε两方程模型模拟湍流,利用流体体积(VOF)法确定自由水面线,分别对两种墩型过坝水流进行计算,给出了3种水头下的水面线及坝面压力,通过与实验结果的比较表明,建立的模型能够准确地模拟带闸墩溢流坝三维流场,从而为溢流坝的水力设计提供可靠的设计依据。