检索结果-内蒙古大学图书馆

船舶力学 2025年第2期29卷 266-276页

作者：陈鲲鹏张萌萌赵冰李亚美付世晓上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院

聚氨酯材料（Polyurethane）制造的弯曲刚度加强件（Bend Stiffener, BSR）一般用于非粘结管道与端部的连接处，预报该区域的曲率分布是必要的。本文首先提出一种同时计及BSR材料应力-应变非线性与非粘结管道弯曲迟滞特性的曲率预报模... 详细信息

聚氨酯材料（Polyurethane）制造的弯曲刚度加强件（Bend Stiffener, BSR）一般用于非粘结管道与端部的连接处，预报该区域的曲率分布是必要的。本文首先提出一种同时计及BSR材料应力-应变非线性与非粘结管道弯曲迟滞特性的曲率预报模型；然后使用非线性回归方法，辨识用于描述BSR材料的应力松弛行为的Prony参数，并将其代入曲率预报模型，使该模型可以考虑BSR材料应力松弛的影响效果；最终，本文提出针对BSR的优化准则，并对规则形状的BSR进行参数分析。

关键词：非粘结管道BSR区域曲率预报非线性效应应力松弛优化准则

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软黏土取样扰动机理、评估方法及控制措施研究进展

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岩土工程学报 2025年第2期47卷 225-233页

作者：才昊叶冠林兰立信张琪朱文轩上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240

软黏土由于具有含水率高、压缩性强、灵敏度高等特点使其在取样过程中易受到扰动,导致土体的强度及变形特性显著改变。了解取样扰动的力学机理、减少取样扰动影响并对土样质量进行合理评估对于确定工程设计中有代表性的土体参数具有重... 详细信息

软黏土由于具有含水率高、压缩性强、灵敏度高等特点使其在取样过程中易受到扰动,导致土体的强度及变形特性显著改变。了解取样扰动的力学机理、减少取样扰动影响并对土样质量进行合理评估对于确定工程设计中有代表性的土体参数具有重要意义。为此,总结了国内外软黏土取样扰动相关的研究进展,具体包括软黏土取样扰动因素及力学机理、取样扰动影响的宏微观表现、扰动程度的评估方法以及减少扰动的措施。研究表明:目前针对取样扰动宏观力学机理的研究成果颇丰,但缺乏相应的微观试验证据及微观机理分析对宏观结果进行佐证;现存土样质量评估指标大都只针对纯黏土,对粉质黏土、粉土等低塑性中间土体的适用性存疑,目前仍没有针对不同性质土体的统一土样质量评价体系;室内再固结方法可以有效减少取土过程中的应力释放影响,但无法恢复附加扰动破坏的土体结构。基于此,对今后亟待开展的研究提出了4点建议与展望。

关键词：软黏土取样扰动土样质量评估再固结方法

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基于ALE-ANCF方法的卷曲展开机构动力学建模与分析

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振动与冲击 2025年第2期44卷 131-142页

作者：黄斐袁婷婷刘锦阳上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 广西大学土木建筑工程学院南宁530004

针对含复杂的多区域接触的卷曲展开机构,该研究将其简化为带刚性转盘的变长度柔性构件,建立多体系统动力学模型,以实现高效仿真。首先,基于任意拉格朗日-欧拉描述的绝对节点坐标法对变长度梁进行建模;然后,将复杂接触问题简化为移动边... 详细信息

针对含复杂的多区域接触的卷曲展开机构,该研究将其简化为带刚性转盘的变长度柔性构件,建立多体系统动力学模型,以实现高效仿真。首先,基于任意拉格朗日-欧拉描述的绝对节点坐标法对变长度梁进行建模;然后,将复杂接触问题简化为移动边界的约束关系,给出一种增删节点处理方法,有效解决了单元长度变化引起的奇异和精度问题,在此基础上建立了刚-柔耦合多体系统的动力学模型,用隐式算法实现了动力学方程的数值求解。通过滑绳和动滑轮算例验证了建模方法的有效性;最后,建立了卷曲机构充气展开系统的简化动力学模型,该模型采用任意拉格朗日-欧拉法移动网格实时跟踪卷曲机构的位置,精准捕捉移动边界点,从而高效确定接触行为。分析了气压力与黏附力对展开动力学特性的影响,通过控制黏附力分布,实现了卷曲机构的匀速展开,对工程实际具有参考价值。

关键词：变长度梁任意拉格朗日-欧拉描述的绝对节点坐标法卷曲展开机构动力学建模移动边界约束方程

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钢桥面板疲劳裂纹图像测量的激光测距自标定方法及系统

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长安大学学报(自然科学版) 2025年第1期45卷 60-68页

作者：黄斌程斌周焕新曾令博上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240

图像测量是钢桥面板疲劳裂纹检测的一种有效手段,但在相机图像标定时存在着无法设置标定物、标定辅助装置复杂、难以满足相机特殊位姿等问题,很难实现高精度实时动态标定。针对上述问题,提出一种可用于钢桥面板疲劳裂纹图像测量的激光... 详细信息

图像测量是钢桥面板疲劳裂纹检测的一种有效手段,但在相机图像标定时存在着无法设置标定物、标定辅助装置复杂、难以满足相机特殊位姿等问题,很难实现高精度实时动态标定。针对上述问题,提出一种可用于钢桥面板疲劳裂纹图像测量的激光测距自标定方法,该方法在拍摄裂纹图像时,利用高精度激光测距模块连续测量得到钢桥面板表面的实时位置信息,在此基础上对物面方程进行求解,获取物面和像面上4组对应点的二维坐标,求解得到表示2个平面之间变换关系的单应性矩阵,从而简便快速地完成实时标定;自主研发一套基于激光测距自标定的钢桥面疲劳裂纹图像测量系统,对钢桥面板典型区域开展自标定图像测量精度验证;并开展钢桥面板疲劳裂纹图像实测,通过灰度化、腐蚀膨胀、滤波去噪、二值化、提取连通域、中轴变换等图像处理方法方法提取出疲劳裂纹的图像特征点,结合标定结果实现对多种形状不规则裂纹的尺寸测量。研究结果表明:在自标定图像测量精度验证中,各区域中标尺长度的测量相对误差均在0.23%以内,验证了激光测距自标定方法具有较高的准确性和鲁棒性;在钢桥面板疲劳裂纹图像实测中,裂纹尺寸的测量值与真实值较为接近,测量相对误差均在1.35%以内,为该方法及系统在实际工程中的应用提供了参考。

关键词：桥梁工程疲劳裂纹图像测量激光测距钢桥面板自标定方法

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一种用于锅炉钢结构的新型钢缆-阻尼限位器减震性能振动台试验研究

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防灾减灾工程学报 2025年第1期45卷 198-206页

作者：蒋雨衡段立平岳峰赵金城上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240

为克服现有锅炉-钢结构限位器的缺点,特提出了一种新型钢缆-阻尼限位器,此限位器具有非线性刚度,且可以通过阻尼器进行耗能,从而提升支撑结构的抗震性能。为了研究该限位器阻尼系数与安装位置对目标结构地震响应的影响,设计了缩尺锅炉... 详细信息

为克服现有锅炉-钢结构限位器的缺点,特提出了一种新型钢缆-阻尼限位器,此限位器具有非线性刚度,且可以通过阻尼器进行耗能,从而提升支撑结构的抗震性能。为了研究该限位器阻尼系数与安装位置对目标结构地震响应的影响,设计了缩尺锅炉钢结构模型并进行了振动台试验。原模型为某锅炉厂的锅炉-钢结构,采用了1∶25的缩尺比例并对原型结构进行了必要的简化,以便测试钢缆-阻尼限位器的抗震效果。为了探究限位器阻尼系数以及安装方案对结构抗震性能的影响,选取峰值加速度为1.0g的Kobe波作为地震动输入,对装配了不同参数限位器的模型和在不同位置装配了限位器的模型进行了试验;作为对比,选取峰值加速度为0.2g的Kobe波作为地震动输入,对未装配限位器的模型进行了试验。在对它们的结构动力特性和结构响应进行了对比研究后,发现:(1)该限位器对减震有积极作用;(2)阻尼系数对结构地震响应影响显著,并且存在一个最优阻尼参数值使得限位器兼具性能优势与经济性;(3)布置于底层的限位器的减震效果更优。

关键词：锅炉-钢结构振动台试验钢缆-阻尼限位器减震效果抗震性能

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深水桥梁浮式基础系泊体系研究

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中国公路学报 2025年第2期38卷 14-22页

作者：向升冷欣泽程斌上海交通大学海洋工程全国重点实验室上海200240 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240

浮式桥梁在深水软弱地基水域具有良好的应用前景,其浮式基础动力特性受下部系泊体系影响显著,目前相关研究较为有限。针对斜向索系泊、张力腿系泊、组合式系泊3种体系浮式基础开展了1∶70水动力缩尺模型试验,结合结构固有频率、幅值响... 详细信息

浮式桥梁在深水软弱地基水域具有良好的应用前景,其浮式基础动力特性受下部系泊体系影响显著,目前相关研究较为有限。针对斜向索系泊、张力腿系泊、组合式系泊3种体系浮式基础开展了1∶70水动力缩尺模型试验,结合结构固有频率、幅值响应算子和功率谱密度曲线对各体系浮式基础的动力特性进行了研究和对比,明确了不同系泊体系的适用波浪环境。进一步基于水动力数值模拟对组合式系泊体系开展了考虑不同斜向索-张力腿刚度比和整体系泊刚度的参数分析,得到了系泊索刚度设置对此类浮式基础的影响规律。研究结果表明:斜向索系泊体系具有较宽的高响应频带,各自由度运动耦合关系明显,仅适用于低浪高水域;张力腿系泊体系的低频水平运动显著,相同不规则波作用下的水平运动响应可达其他2类体系的2.3倍,不适用于存在低频涌浪的水域;组合式系泊体系的水平运动幅值响应算子峰值较大,但高响应出现在较窄频带内,通过调节系泊索刚度使结构水平共振频率远离波浪谱峰频率,可有效降低结构动力响应,此类体系的适用范围较广。研究可为深水桥梁浮式基础的后续研究与应用提供参考借鉴。

关键词：桥梁工程浮式基础模型试验系泊系统水动力响应

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基于神经网络的海冰弯曲强度计算参数确定及锥体破冰数值研究

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振动与冲击 2025年第1期44卷 41-50页

作者：朱圣涛邹璐邹早建邹明上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 上海交通大学海洋工程全国重点实验室上海200240

为构建黏聚单元物理参数与海冰弯曲强度之间的关系,提出一种基于神经网络的回归模型用于海冰弯曲强度计算参数的确定。首先,基于有限元法及黏聚单元法对海冰三点弯曲试验进行数值模拟并验证方法的有效性。然后,选择五个影响参数,采用拉... 详细信息

为构建黏聚单元物理参数与海冰弯曲强度之间的关系,提出一种基于神经网络的回归模型用于海冰弯曲强度计算参数的确定。首先,基于有限元法及黏聚单元法对海冰三点弯曲试验进行数值模拟并验证方法的有效性。然后,选择五个影响参数,采用拉丁超立方抽样算法生成427个样本,通过数值模拟得到其对应的海冰弯曲强度,构建神经网络的数据集。在此基础上,采用多层感知器神经网络对所有样本预报结果进行训练,得到预报海冰弯曲强度的回归模型。以此建立与试验海冰弯曲强度相近的层冰数值模型,并考虑流体浮力和拖曳力对碎冰的作用,对不同参数影响下的锥体层冰相互作用进行数值模拟及分析。结果显示,锥体受到层冰纵向力的均值、标准差以及峰值均随碰撞速度、锥体水线面直径和锥体角度的增加而增大。

关键词：有限元法黏聚单元法海冰弯曲强度神经网络结构物-层冰相互作用

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有限视域与多元约束下大型AUV三维高速避障方法

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中国舰船研究 2025年第1期20卷 181-190页

作者：李祥弘于林苏婧乔磊上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240

[目的]针对现有自主水下航行器(AUV)避障研究主要聚焦于中小型AUV低速避障,并且过于简化系统内外多元约束的问题,提出一种大型AUV实时三维高速避障方法。[方法]所提方法融合感知、规划和控制模块,确保大型、高速、欠驱动AUV能在未知非... 详细信息

[目的]针对现有自主水下航行器(AUV)避障研究主要聚焦于中小型AUV低速避障,并且过于简化系统内外多元约束的问题,提出一种大型AUV实时三维高速避障方法。[方法]所提方法融合感知、规划和控制模块,确保大型、高速、欠驱动AUV能在未知非结构化海底地形安全高效航行。首先,构建以机器人为中心的双分辨率海底地形图,以平衡感知精度和计算效率。其次,设计包含滤波器、特征提取与匹配的动态感知框架,实现对未知移动障碍物运动的预测。然后,通过结合全局考虑风险的路径搜索和局部时空联合的轨迹优化,生成满足多元约束的激进轨迹。最后,采用球坐标系反馈控制器进行轨迹跟踪。[结果]在长航程海床高速跨越的高保真实验中,长度为13.96m的大型AUV能够灵活躲避动静态障碍物,并遵守多元约束,同时全航程维持6.0m/s的预设速度。[结论]所提方案可使大型高速AUV在有限视域和多元约束下,安全避障且敏捷航行,有效提升其自主作业能力。

关键词：自主水下航行器避障运动规划有限视域动静态感知操纵性

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基于点云特征提取的波浪增阻预报及对比研究

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中国舰船研究 2025年第2期20卷 227-234页

作者：吴铭峰朱仁传徐德康上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240

[目的]为在设计阶段快速预报船舶波浪增阻,提出一种基于点云特征提取的神经网络模型——波浪增阻点云预报模型。[方法]以S60船为例,与传统的基于主要设计参数的模型预报进行对比;参照船模试验结果,分析点云预报模型在准确性和稳定性等... 详细信息

[目的]为在设计阶段快速预报船舶波浪增阻,提出一种基于点云特征提取的神经网络模型——波浪增阻点云预报模型。[方法]以S60船为例,与传统的基于主要设计参数的模型预报进行对比;参照船模试验结果,分析点云预报模型在准确性和稳定性等方面的优势,探讨利用静水阻力预训练优化模型的方法。[结果]结果显示,基于点云特征提取的波浪增阻预报模型在全部5艘S60母型船上的预报结果的决定系数R^(2)=0.74~0.90,而基于主要设计参数的模型会在部分船型中失效。[结论]所做研究可为船舶波浪增阻预报提供新的思路和方法,有利于在设计阶段充分考虑波浪增阻的影响从而有利于设计和优化船型。

关键词：波浪增阻船舶设计点云特征提取预训练

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孔腔流动线谱辐射噪声的数值模拟研究——流动模态、声学模态、声振耦合和流声耦合

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船舶力学 2025年第2期29卷 300-311页

作者：张鹏唐科范王斌上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海交通大学水动力学教育部重点实验室

孔腔流动的线谱辐射噪声严重破坏舰艇声隐声性，其形成机理涉及流动模态、声学模态、声振耦合和流声耦合效应。本文基于CFD/CHA混合方法，数值模拟简单方腔和典型孔腔的瞬态流场、等效声源场、声学近场和远场，并通过与水洞实测数据对... 详细信息

孔腔流动的线谱辐射噪声严重破坏舰艇声隐声性，其形成机理涉及流动模态、声学模态、声振耦合和流声耦合效应。本文基于CFD/CHA混合方法，数值模拟简单方腔和典型孔腔的瞬态流场、等效声源场、声学近场和远场，并通过与水洞实测数据对比验证数值方法适用性。本文归纳了孔腔流动模态和声学模态的特征规律，特别是定量计算了弹性壁面声振耦合效应和典型孔腔声腔复杂性对声学模态频率的影响；总结了远场辐射噪声频谱中，第一阶声学模态效应线谱成为“决定性线谱”的重要规律；分析了实际孔腔的声学模态频率大幅向低频偏移的趋势，从而显示了采取措施避免流声共振的必要性；通过解析求解，定量建立了相关水洞声学实验的截面积比必要条件，对实验模型设计具有重要指导价值。

关键词：孔腔流动辐射噪声声学模态声振耦合流声耦合 CFD/CHA混合方法线谱控制

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