检索结果-内蒙古大学图书馆

中国造船 2024年第2期65卷 25-36页

作者：郭育豪刘刚大连理工大学船舶工程学院大连116024 工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室大连116024

深潜器钛合金耐压壳存在室温蠕变现象,会减弱耐压壳结构的屈曲极限强度,发生蠕变屈曲破坏。论文以钛合金圆柱形耐压壳为研究对象,考虑结构初始缺陷幅值、蠕变载荷和蠕变时间的影响,通过数值模拟研究蠕变变形对耐压壳非线性屈曲强度的影... 详细信息

深潜器钛合金耐压壳存在室温蠕变现象,会减弱耐压壳结构的屈曲极限强度,发生蠕变屈曲破坏。论文以钛合金圆柱形耐压壳为研究对象,考虑结构初始缺陷幅值、蠕变载荷和蠕变时间的影响,通过数值模拟研究蠕变变形对耐压壳非线性屈曲强度的影响。研究表明:蠕变变形会加剧结构初始缺陷的幅值,减弱耐压壳结构的非线性屈曲强度。另外,钛合金耐压壳存在蠕变屈曲现象,蠕变屈曲的临界时间对结构初始缺陷幅值极为敏感。建立了钛合金耐压壳室温蠕变屈曲临界时间与蠕变载荷之间指数关系的模型,可以快速评估深潜器在指定作业时间下的最大下潜深度。对于不同临界时间下的蠕变载荷,该模型拟合结果与数值计算结果的相对误差均在±2%以内。

关键词：钛合金耐压壳室温蠕变蠕变屈曲极限强度数值模拟

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钛合金室温受压蠕变损伤本构模型

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哈尔滨工程大学学报 2024年第4期45卷 642-650页

作者：郭育豪刘刚宋育泽大连理工大学船舶工程学院辽宁大连116024 大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室辽宁大连116024

为了解决工程上在评估深潜器耐压壳体安全可靠性时不考虑拉压蠕变破坏机理产生的差异,会导致较大计算误差问题,本文提出了适用于室温蠕变的蠕变损伤本构模型。通过分析钛合金材料蠕变特性,考虑了室温环境下位错堆积造成的蠕变阻力,并且... 详细信息

为了解决工程上在评估深潜器耐压壳体安全可靠性时不考虑拉压蠕变破坏机理产生的差异,会导致较大计算误差问题,本文提出了适用于室温蠕变的蠕变损伤本构模型。通过分析钛合金材料蠕变特性,考虑了室温环境下位错堆积造成的蠕变阻力,并且位错堆积的现象与时间有关。基于微分自洽法提出了适用于室温环境下的钛合金蠕变本构模型,得到受压情况下TC4ELI的相关材料参数,并将该模型用USDFLD和CREEP子程序进行定义。研究表明:对于受压结构而言,使用通过拉伸蠕变实验得到的本构模型的计算结果会过于保守,对于含V型缺口平板受压时等效蠕变应变的相对误差为168.20%。本文所提出的模型适用于环肋耐压壳结构的蠕变损伤分析。

关键词：钛合金室温蠕变蠕变损伤本构模型拉压不同连续损伤力学有限元法耐压壳

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DH36海洋工程钢焊接结构的氢脆敏感性研究

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中国腐蚀与防护学报 2025年第2期45卷 416-422页

作者：李新城李兆南王海锋徐云泽王明昱甄兴伟大连理工大学船舶工程学院大连116024 工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室大连116024

以DH36海洋工程钢的焊接构件为研究对象,通过氢渗透和慢应变速率拉伸试验(SSRT)对DH36钢焊接结构不同区域的氢脆敏感性进行对比研究。结果表明,热影响区的氢扩散系数最大,焊缝区次之,母材区最小;热影响区的氢脆系数最高,且热影响区在极... 详细信息

以DH36海洋工程钢的焊接构件为研究对象,通过氢渗透和慢应变速率拉伸试验(SSRT)对DH36钢焊接结构不同区域的氢脆敏感性进行对比研究。结果表明,热影响区的氢扩散系数最大,焊缝区次之,母材区最小;热影响区的氢脆系数最高,且热影响区在极化电位为-950 mV时,可以观察到明显的氢脆现象,而母材区与焊缝区当阴极保护电位为-1050 mV时才表现出氢脆特征。热影响区氢脆敏感性高于焊缝区,而焊缝区高于母材区。

关键词： DH36钢氢脆热影响区氢渗透慢应变速率拉伸试验(SSRT) 阴极保护

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船舶结构冰载荷的监测识别方法及时空特性分析

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中国造船 2023年第4期64卷 41-56页

作者：王键伟袁奎霖季顺迎大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室大连116023 大连理工大学船舶工程学院大连116023

冰载荷是主导极地船舶结构抗冰设计的环境载荷,对冰激应变的实船测量是获取冰载荷的重要途径。在我国北极科考期间,对“雪龙2”号极地考察船开展了冰载荷现场监测。论文基于对正应变测点布放位置敏感性的分析,合理制定光纤光栅传感器的... 详细信息

冰载荷是主导极地船舶结构抗冰设计的环境载荷,对冰激应变的实船测量是获取冰载荷的重要途径。在我国北极科考期间,对“雪龙2”号极地考察船开展了冰载荷现场监测。论文基于对正应变测点布放位置敏感性的分析,合理制定光纤光栅传感器的安装方案,采用影响系数矩阵法对冰载荷进行识别。在此基础上,针对平整冰区冲撞式破冰工况下冰载荷的整体和局部时空分布特性开展研究。结果表明:肋骨腹板上靠近且垂直于外板的挤压正应变比平行于外板的弯曲正应变更适合于作为冰激应变的观测量;海冰沿船体表面擦碰及受船体下压作用而发生弯曲破坏,冰载荷在船体首肩部呈现自水线下潜至船底的整体空间移动特性;高压力区形状和面积变化不明显、组成部分缺失以及主次压力区转换等瞬时演变形式分别是海冰纯挤压、剥落和非同时挤压等局部破坏模式的外在表现。结果可为船舶结构冰载荷的监测识别技术与时空分布特性研究提供参考。

关键词：船舶结构现场测量冰载荷识别时空分布冰激应变

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自由面碎冰浮冰环境高速入水动力学特性

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空气动力学学报 2024年第1期42卷 100-112,I0002页

作者：张润东段金雄孙铁志张桂勇大连理工大学船舶工程学院大连116024 工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室大连116024

为了研究碎冰环境下航行体高速入水过程中的空泡流场演化、航行体动力学响应以及碎冰载荷特性等规律,基于任意拉格朗日-欧拉方法建立了碎冰环境下的航行体高速入水流固耦合计算模型,并与高速入水试验、冰材料三点弯矩试验对比验证了方... 详细信息

为了研究碎冰环境下航行体高速入水过程中的空泡流场演化、航行体动力学响应以及碎冰载荷特性等规律,基于任意拉格朗日-欧拉方法建立了碎冰环境下的航行体高速入水流固耦合计算模型,并与高速入水试验、冰材料三点弯矩试验对比验证了方法的有效性和冰材料模型的可靠性。利用构建完成的高速入水流固耦合计算模型重点研究了碎冰以及碎冰间隙对航行体入水过程流场、动力学参数以及载荷的影响。研究结果表明:碎冰的存在对航行体入水后的水面抬升以及产生的飞溅演化存在抑制作用;碎冰环境下航行体的入水冲击载荷显著增加,其过程相较于无冰环境具有更大的动能损耗,但其砰击载荷持续时间与无冰环境入水过程一致;入水形成的飞溅冠连续性随着碎冰间隙的增加而增加,一定碎冰间隙范围内,航行体瞬时砰击载荷与间隙大小呈负相关关系,间隙足够大时,砰击载荷变化相对较小。

关键词：流固耦合任意拉格朗日-欧拉方法碎冰环境高速入水数值模拟

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水下圆柱壳声辐射激发水表面声波研究

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兵工学报 2024年第7期45卷 2329-2340页

作者：张圣海徐剑秋黎胜大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室辽宁大连116024 大连理工大学船舶工程学院辽宁大连116024 水下测控技术重点实验室辽宁大连116013

研究水下声源声辐射激发的水表面声波,对在空气中进行跨介质水下声源探测具有重要意义。为研究水下声源声辐射激发的水表面声波特性,基于水下声传播理论推导水下稳态点源球面声波激励水表面声波的理论解,依据有限元方法,以脉动球点源为... 详细信息

研究水下声源声辐射激发的水表面声波,对在空气中进行跨介质水下声源探测具有重要意义。为研究水下声源声辐射激发的水表面声波特性,基于水下声传播理论推导水下稳态点源球面声波激励水表面声波的理论解,依据有限元方法,以脉动球点源为例进行数值分析验证,设计相应实验验证水平衰减规律及声源深度影响。基于声-结构耦合有限元方法研究声源深度等声源参数及环境参数对水下圆柱壳声辐射激发水表面声波的影响。研究结果表明:所提激励下的圆柱壳声源在半自由场环境中激发的海水表面波振幅在某些振型对应固有频率下的振幅远大于其他频率;海底和粗糙海面对水表面波振幅有影响;在所提载荷激励下,有限水深中水下圆柱壳声辐射激励的水表面波振幅在3倍圆柱壳半径以内及20倍半径之外潜深范围内与潜深呈正比,其他范围随潜深呈反比。

关键词：水下圆柱壳声辐射水表面声波声-结构耦合粗糙海面

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声功率极小值的产生机理分析

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哈尔滨工程大学学报 2024年第11期45卷 2084-2093页

作者：史英沙黎胜大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件国家重点实验室辽宁大连116024 大连理工大学船舶工程学院辽宁大连116024

针对结构辐射声功率极小值产生机理尚不明确的问题,本文基于振动模态耦合声功率的正负对矩形板结构的辐射声功率极小值进行了研究。结合声辐射模态对结构振动模态的辐射效率进行了分析,研究了结构在不同流体介质中辐射声功率极小值的特... 详细信息

针对结构辐射声功率极小值产生机理尚不明确的问题,本文基于振动模态耦合声功率的正负对矩形板结构的辐射声功率极小值进行了研究。结合声辐射模态对结构振动模态的辐射效率进行了分析,研究了结构在不同流体介质中辐射声功率极小值的特性差异及其产生原因。结果表明:声功率极小值的产生主要与振动模态耦合相关,低阶奇-奇振动模态之间的耦合对声功率极小值有较大贡献。在本文中激励频率在第5到第6阶共振频率之间,第5、6阶振动模态耦合的声功率为负时,会较大降低矩形板的辐射声功率;水中矩形板的低阶奇-奇模态辐射效率高,模态耦合可以极大降低结构的辐射声功率并出现极小值。

关键词：声功率极小值振动模态声辐射模态模态分析模态耦合辐射效率激励位置

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预应力及超低温循环作用下碳纤维/环氧树脂复合材料微裂纹行为

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复合材料学报 2025年第1期42卷 182-190页

作者：陈春宇王剑锋张木子柳敏静杨雷武湛君大连理工大学力学与航空航天学院工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室大连116024 大连理工大学材料科学与工程学院大连116024

低温燃料贮箱复合材料化是实现运载火箭结构减重、提升运载能力的有效途径,但贮箱在服役过程中要承受超低温循环和机械载荷的共同作用,容易导致复合材料内部产生微裂纹,从而威胁结构安全。本文利用简易的预应力加载装置对碳纤维/环氧树... 详细信息

低温燃料贮箱复合材料化是实现运载火箭结构减重、提升运载能力的有效途径,但贮箱在服役过程中要承受超低温循环和机械载荷的共同作用,容易导致复合材料内部产生微裂纹,从而威胁结构安全。本文利用简易的预应力加载装置对碳纤维/环氧树脂复合材料正交层合板进行超低温循环试验,研究预应力和超低温循环共同作用下复合材料层合板的微裂纹萌生和演化规律。结果表明:层合板边缘层的微裂纹密度总体大于内层,但中心两个90°叠加层表现出最大的微裂纹密度;与只有低温循环条件相比,引入预应力后层合板在同样的低温循环次数下微裂纹密度更大,增长速率更快;随着循环次数的增加,微裂纹密度的增长速率先快后慢,最终趋于饱和;随着预应力水平的提升,层合板中微裂纹的萌生和扩展速率也进一步加剧。本文初步揭示了复合材料在载荷及超低温循环耦合作用下的微裂纹萌生和演化机制,可为低温复合材料贮箱的研制和应用提供有意义的参考。

关键词：碳纤维/环氧树脂复合材料层合板超低温循环预应力微裂纹

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基于加速度表征目标函数的主动反射器最优动态变形控制

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机械工程学报 2024年第19期60卷 32-39页

作者：李鸿濠卢志荣王晓明谭述君周文雅广州大学机械与电气工程学院广州510006 大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室大连116024

基于智能材料的航空航天柔性结构主动变形控制技术,可以有效提升形面精度、控制性能和任务适应性。然而,变形控制过程易产生非期望的瞬态动力学响应和残余振动现象,严重降低控制效果。以压电驱动的抛物线型天线反射器为例,设计了基于传... 详细信息

基于智能材料的航空航天柔性结构主动变形控制技术,可以有效提升形面精度、控制性能和任务适应性。然而,变形控制过程易产生非期望的瞬态动力学响应和残余振动现象,严重降低控制效果。以压电驱动的抛物线型天线反射器为例,设计了基于传统有限时间最优终端控制算法的动态变形控制律,分析了终端时刻出现输入跳变和残余振动现象的原因,并针对性提出一种基于加速度性能指标和双段优化策略的最优动态变形控制策略和求解算法。结果表明,采用基于加速度的二次型性能指标,可有效保证终端时刻的动态平衡,在实现平滑的状态转移前提下有效避免了输入跳变和残余振动现象,实现整个时间域内连续、平滑变形效果。

关键词：主动反射器压电驱动振动抑制二次规划加速度

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俯仰翼型流体动力学系统的稀疏建模与预测

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力学学报 2024年第9期56卷 2533-2543页

作者：王子豪张桂勇孙铁志大连理工大学船舶工程学院工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室辽宁大连116024 高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240

重点探讨了在低雷诺数和大攻角条件下,俯仰翼型复杂流体流动的非线性动力学特性.研究通过整合多个相互关联的变量,利用主成分分析(principal component analysis,PCA)和等距特征映射(isometric mapping,ISOMAP)降维技术,成功实现了对高... 详细信息

重点探讨了在低雷诺数和大攻角条件下,俯仰翼型复杂流体流动的非线性动力学特性.研究通过整合多个相互关联的变量,利用主成分分析(principal component analysis,PCA)和等距特征映射(isometric mapping,ISOMAP)降维技术,成功实现了对高维流场数据的低维表达.其中,特别强调了ISOMAP在描述非线性流场特征方面的卓越性能,该算法具有更强的灵活性,能够有效处理高度非线性系统的复杂结构.在此基础上,研究进一步引入最小绝对收缩和选择算子(least absolute shrinkage and selection operator,LASSO)模型,构建了流场的常微分控制方程.这一模型通过自动检测和筛选非线性项,显著简化了流场的描述,提高了对多变量复杂关系的理解.最后,研究采用5(4)显式龙格-库塔方法,实现了对多变量非线性流体动力学的高精度快速预测.这项研究框架不仅突破了传统单一变量分析的局限性,还通过整合多维信息,全面揭示了流场的复杂特性.引入流形学习和稀疏建模等先进技术,展示了在高维非线性动力系统中的全面建模与精确预测的潜力.这一研究为应用科学和工程领域提供了重要的理论方法学进展,为深入理解和预测复杂流场中的非线性动态行为开辟了新的路径.这不仅为相关科学研究提供了强有力的工具,也为工程应用中的流体动力学问题提供了有效的解决方案.

关键词：非线性流形学习低维流形稀疏建模流体动力学

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