国家自然科学基金(51109101)
- 作品数：7 被引量：29H指数：3
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- 相关机构：江苏科技大学上海交通大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金江苏省高校自然科学研究项目江苏省船舶先进设计制造技术重点实验室开放研究基金更多>>
- 相关领域：交通运输工程理学一般工业技术更多>>
- 直柱型点阵结构在填充聚氨酯材料时的刚度性能研究被引量：1
- 2015年
- 复合材料点阵结构以其优异的力学性能越来越受到人们的广泛关注,文中在点阵结构的基础上,提出了直柱型点阵结构填充聚氨酯材料的新型复合夹层板结构,利用有限元软件ANSYS研究其静态力学性能.分别研究了夹心层高度、面板厚度等变化对其刚度性能的影响,并将该结构与实体板、普通聚氨酯夹层板进行对比,得出对工程实际具有一定参考价值的结论.
- 刘建华张云凤
- 关键词：点阵结构夹层板力学性能
- 基于响应面法的SPS舱口盖结构多目标优化被引量：7
- 2021年
- 本文以轻量化为前提,设计传统钢制板架舱口盖的钢聚氨酯夹层板(Steel-Polyurethane Sandwich plate,SPS)替代方案。对不符合结构刚度、强度要求的初步方案,采用基于BBD(Box-Behnken Design)设计的响应面法进行结构多目标优化设计,以结构变形和等效应力作为优化目标,结构尺寸及质量为约束条件,建立响应面模型,得到优化后的SPS舱口盖设计方案;并采用有限元仿真方法,对优化前后的方案进行了仿真计算,对优化目标进行了详细对比,验证了优化的有效性和必要性。对比结果表明:优化后的SPS舱口盖结构,在减重9.28%的情况下,变形减少了36.7%,应力降低了30.5%;说明采用响应面法对SPS舱口盖实现多目标优化可行,且优化效果明显。
- 田阿利魏震张海燕马清勇姚鹏
- 关键词：响应面法多目标优化
- SPS覆层船艏局部加强结构的抗砰击性能仿真分析被引量：1
- 2020年
- [目的]SPS夹层板具有优越的抗冲击性能,可应用于船艏局部加强设计中,以提升船艏的抗砰击性能。[方法]采用非线性有限元软件LS-DYNA,分析基于质量相当原则设计的SPS覆层船艏在外飘砰击载荷作用下的结构吸能、应力等力学行为,并与传统钢质船艏的吸能特性进行对比分析。[结果]研究结果表明,SPS覆层船艏的总体比吸能峰值与钢质船艏相比提升了18.2%;SPS覆层外板是船艏的主要吸能组件,与钢质外板相比,SPS覆层外板组件的比吸能峰值最大增幅为41.3%;SPS覆层船艏的内部板架应力峰值更小。[结论]将SPS覆层应用于船艏局部加强能显著提升结构的吸能效果,缓冲砰击载荷,降低内部结构应力,保障结构安全,是一种提高船艏总体砰击极限承载力的有效手段,研究结果可为高性能船舶设计制造提供参考。
- 田阿利姚鹏傅梓轩赵元帅
- 关键词：夹层结构吸能
- 聚氨酯夹层板舱口盖振动特性研究被引量：1
- 2021年
- 聚氨酯夹层板(SPS)因其出色的力学性能、减振降噪特性等在船舶建造领域得到了广泛应用。以船舶轻量化、高性能设计为目标,以64000DWT散货船钢制舱口盖为替代目标,采用聚氨酯夹层板设计新型舱口盖结构,基于有限元软件Ansys Workbench开展SPS舱口盖结构振动特性分析,研究其模态振型、谐响应和随机振动。通过与钢制舱口盖振动特性的对比研究,论证了聚氨酯夹层板在船舶减重和结构减振方面的优势与前景。研究结果表明:SPS舱口盖设计方案,在实现整体减重12%的情况下,使谐响应振幅降低75%;在1σ区域内,使随机振动的位移、应力响应分别降低了63.4%和76.1%。研究结果可以为船舶结构轻量化设计、舒适性改善等提供参考。
- 田阿利傅梓轩毛毅凝姜文安
- 关键词：等效模型舱口盖数值仿真
- 空爆载荷下U型夹层板抗爆性能数值仿真研究被引量：1
- 2012年
- 力学性能优越的夹层板结构在飞机、高速列车等交通运输领域得到广泛应用.为研究U型夹层板空爆载荷下的损伤特性,利用有限元软件MSC.Dytran分析U型夹层板空爆载荷下的损伤变形模式、耦合力、结构位移、速度、加速度、吸能,并与加筋板架对比;应用正交试验设计方法分析结构参数对抗爆性能的影响程度及较优的尺寸组合.分析表明:冲击载荷下U型夹层板上下面板的变形模式为膜拉伸,产生波浪式变形;夹芯层易于压皱变形,减少了对上面板冲击载荷的传递,同时夹芯层吸能效率较高,使得上面板的塑性变形显著减小;夹层板上下面板位移、速度、加速度、吸能均小于加筋板,表现出优良的抗爆性能.结构参数对夹层板抗爆性能影响程度的主次顺序为:夹芯角度、上面板厚度、夹芯壁厚度、下面板厚度;经验证,优化尺寸后的夹层板抗爆性能显著提高.
- 张延昌赵卉
- 关键词：抗爆性能优化设计
- 基于Box-Behnken响应面法的SPS烟囱结构设计优化被引量：4
- 2021年
- 为实现舰船轻量化设计,且具备更优良的力学性能,采用钢聚氨酯夹层板(Steel-Polyurethane Sandwich plate,SPS)结构替代传统钢制加筋板,形成新型烟囱结构设计方案,并基于Box-Behnken响应面法开展SPS烟囱结构的优化。以烟囱结构位移和等效应力作为优化目标,结构尺寸和总重量为约束条件,建立优化模型,得到优化后的SPS烟囱结构设计方案,并采用有限元法,对优化前后的方案进行仿真计算;对优化目标进行分析对比,验证了优化结果的有效性和准确性。结果表明,优化后适用的SPS烟囱结构,在减重13.16%的情况下,位移减小19.50%,应力降低31.96%,说明采用响应面法对SPS烟囱实现多目标优化可行,且优化效果明显。
- 马清勇田阿利赵元帅傅梓轩姚鹏
- 关键词：结构参数优化响应面法
- V型折叠式夹层板横向压皱吸能特性研究被引量：14
- 2014年
- 金属夹层板具有优越的力学性能,良好的吸能特性可用于船舶耐撞、抗爆防护结构设计。以V型折叠式夹芯结构为研究对象,通过试验分析夹芯层结构变形模式、压皱力历程曲线等,得到了夹芯层结构横向压皱力学性能,采用有限元软件Abaqus对其在横向受压时的力学行为进行数值仿真分析,分析结构压皱动态渐进屈曲过程、变形模式、吸能效率、平均压皱强度等。对比分析表明,V型夹芯层结构在横向压皱载荷下发生屈曲、褶皱变形模式,变形模式决定了压皱力学行为及其性能,其中单元变形模式I的吸能效率较高。采用合理的模型化技术得到的有限元计算结果与试验结果两者吻合较好,验证了有限元数值仿真的计算精度。
- 张延昌俞鞠梅张世联周红王自力
- 关键词：吸能有限元分析
