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基于Green函数的轮胎冲击载荷特性反演方法
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作者 师桂杰 李强 王德禹 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第3期165-173,共9页
[目的]旨在通过结构响应间接识别轮胎冲击载荷及其分布特性,为甲板设计与安全评估提供依据,提出一种基于Green函数的载荷反演方法。[方法]以某船甲板加筋板为研究对象,利用Green函数将冲击载荷表示为单位脉冲载荷的叠加,通过有限元仿真... [目的]旨在通过结构响应间接识别轮胎冲击载荷及其分布特性,为甲板设计与安全评估提供依据,提出一种基于Green函数的载荷反演方法。[方法]以某船甲板加筋板为研究对象,利用Green函数将冲击载荷表示为单位脉冲载荷的叠加,通过有限元仿真得到Green核函数矩阵,并结合广义交叉验证准则(GCV)的Tikhonov正则化方法,建立载荷反演模型。针对单个轮胎及多个轮胎冲击工况,分析多源载荷对反演精度的影响。对于凸型、马鞍型和凹型3种典型的轮印载荷分布形式,通过等效划分受力区域并施加单位脉冲载荷,完成载荷分布特性的反演。[结果]结果表明,所提方法能够有效识别轮胎冲击载荷的时间历程及其分布特性,反演相对误差均小于5%。其中,基于应变和位移响应的反演精度较高,误差低于2%;即使在5%噪声干扰下,反演载荷仍然与实际载荷基本一致。[结论]所提方法解决了冲击载荷作用时间短、结构响应范围有限以及多源载荷联合作用带来的反演难题,为实船轮印载荷识别提供了新思路,具有重要的工程应用价值。 展开更多
关键词 甲板设计 结构响应 动力响应 加筋板 承载能力 冲击载荷 轮印载荷分布 GREEN函数 载荷反演
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搁置脚载荷下滚装船甲板接触计算与实验分析
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作者 蒋嘉奇 徐志亭 +1 位作者 蔡忠华 王德禹 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第1期1-7,共7页
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... 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。 展开更多
关键词 搁置脚 甲板 非线性接触 压力分布 简化算法
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轴压侧压联合载荷作用下的加筋板失效模式分析
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作者 郭广宇 崔进举 王德禹 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第2期283-298,共16页
[目的]旨在研究侧压载荷对联合载荷作用下加筋板极限强度与失效机理的影响。[方法]基于非线性有限元方法建立数值模型,采用ABAQUS软件进行面内轴压与面外侧压载荷联合作用下的数值仿真分析,提取各工况下的加筋板面外位移场,并对其进行... [目的]旨在研究侧压载荷对联合载荷作用下加筋板极限强度与失效机理的影响。[方法]基于非线性有限元方法建立数值模型,采用ABAQUS软件进行面内轴压与面外侧压载荷联合作用下的数值仿真分析,提取各工况下的加筋板面外位移场,并对其进行屈曲模态分解。在获得不同模型的模态幅值-轴向载荷曲线的基础上,量化加筋板的变形过程,结合应力云图分析加筋板在侧压不同工况下的变形行为与失效模式。[结果]结果显示,在联合载荷工况下,侧压载荷使加强筋在极限状态前发生端部屈服,导致整体屈曲模态幅值增加;随着侧压载荷的增加,加筋板整体屈曲成为联合载荷工况下的主导失效模式。[结论]所做研究揭示了加筋板变形失效过程中局部、整体屈曲模态幅值与失效模式的联系,可为船体板架结构设计提供参考。 展开更多
关键词 加筋板 载荷 联合载荷 侧压载荷 失效模式 模态分解
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基于知识的船舶结构快速有限元建模方法 被引量:3
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作者 罗文俊 李春通 +1 位作者 韦朋余 王德禹 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第6期35-44,共10页
[目的]针对船舶结构有限元分析过程中创建有限元模型耗时且严重依赖工程师经验的问题,提出一种基于知识和几何模型特征的快速有限元建模框架。[方法]该方法充分利用CAD系统现有的模型数据,通过模型特征实现CAD与CAE系统之间的模型数据... [目的]针对船舶结构有限元分析过程中创建有限元模型耗时且严重依赖工程师经验的问题,提出一种基于知识和几何模型特征的快速有限元建模框架。[方法]该方法充分利用CAD系统现有的模型数据,通过模型特征实现CAD与CAE系统之间的模型数据共享。首先,基于专家知识对CAD几何特征进行工程语义标记,生成CAD信息模型;然后,基于构建的知识规则对CAD信息模型进行特征约简;最后,采用XML中性文件构建基于知识的数据传递和匹配方法,将几何特征和属性信息与预先构建的CAE参数化模板进行匹配,快速实现船舶结构的有限元建模。[结果]以某66000 DWT散货船典型装载工况的舱段结构强度计算分析为例,所提方法可以实现几何模型、边界条件等信息的自动提取、标记以及模型自动约简,通过基于知识的特征匹配规则快速实现结构有限元建模及分析,有效减少了数据传递过程中丢失并实现知识重用。[结论]通过嵌入知识重用规则搭建的船舶结构快速有限元建模方法,提高了CAD与CAE系统之间数据、信息、知识的转换效率,在实际工程中具有良好的通用性和可扩展性。 展开更多
关键词 船体结构 知识工程 船舶设计 CAD/CAE 有限元法
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基于人因工程的船舶驾驶室人机界面布局优化设计 被引量:12
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作者 季煜恒 李春通 +2 位作者 骆晓萌 杨雪莲 王德禹 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期201-210,共10页
为了解决船舶驾驶室人机界面设计采用人工布局所存在的经验性、主观性、随机性的问题,提出一种将虚拟仿真和优化算法相结合的人机界面布局优化设计方法.首先,通过虚拟仿真得到待布局人机界面各区域的操作舒适度以及最优操作点位置;其次... 为了解决船舶驾驶室人机界面设计采用人工布局所存在的经验性、主观性、随机性的问题,提出一种将虚拟仿真和优化算法相结合的人机界面布局优化设计方法.首先,通过虚拟仿真得到待布局人机界面各区域的操作舒适度以及最优操作点位置;其次,将人机界面布局准则和人因工程学准则量化为目标函数和约束条件,建立人机界面布局优化数学模型,通过差分进化算法获取大量粒子群算法的粒子初始位置;最后,通过寻优获取人机界面的最优布局并进行虚拟仿真评价.将某控制面板作为算例进行布局优化和虚拟仿真,获取的最优布局结果满足人因工程学准则,人机界面各项性能均有提升.本研究可为船舶驾驶室的高性能人机界面布局设计提供参考. 展开更多
关键词 人机界面 布局优化 人因工程 虚拟仿真 粒子群算法
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楔形物作用下加筋板结构的耐撞性 被引量:1
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作者 陈虹廷 赵延杰 +1 位作者 周红雨 王德禹 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1057-1066,共10页
为了预报楔形物偏心垂向准静态压载作用下船舶加筋板结构的抵抗能力,提出了新的简化解析方法,将矩形板的塑性变形区域划分为非对称的8个板块,将骨材划分为非对称的2个部分,矩形板、骨材各部分均采用直线的变形模式,从船舶碰撞内部动力... 为了预报楔形物偏心垂向准静态压载作用下船舶加筋板结构的抵抗能力,提出了新的简化解析方法,将矩形板的塑性变形区域划分为非对称的8个板块,将骨材划分为非对称的2个部分,矩形板、骨材各部分均采用直线的变形模式,从船舶碰撞内部动力学的角度,基于刚塑性理论,考虑膜拉伸作用和弯曲作用,推导了矩形板、骨材在楔形物偏心垂向作用下发生变形损伤的抵抗力与横向变形之间的简化解析计算方法.利用非线性有限元软件Abaqus的仿真计算结果对该简化解析方法进行验证.结果表明,该简化解析方法具有较高的计算精度,从而可用于船体结构设计阶段快速预报船舶舷侧结构的耐撞性能. 展开更多
关键词 结构耐撞性 楔形物 加筋板 简化解析方法
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液舱流体晃荡的模型试验 被引量:27
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作者 王德禹 金咸定 李龙渊 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第11期114-117,共4页
液舱晃荡问题是近年来液货船设计中十分关注的课题之一,它涉及到自由液面的大幅度运动等一系列非线性问题,因此在理论上具有较大的难度,试验研究显得至关重要.文中对已有针对船舶与海洋工程领域的典型液舱晃荡模拟试验进行了简要的... 液舱晃荡问题是近年来液货船设计中十分关注的课题之一,它涉及到自由液面的大幅度运动等一系列非线性问题,因此在理论上具有较大的难度,试验研究显得至关重要.文中对已有针对船舶与海洋工程领域的典型液舱晃荡模拟试验进行了简要的总结,并提出了今后应考虑的几个问题. 展开更多
关键词 船舶结构 波舱 晃荡 模型试验 液货船 设计
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静力预加载结构冲击屈曲的突变模型 被引量:7
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作者 王德禹 张善元 杨桂通 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 1993年第3期243-248,共6页
基于突变理论给出静力预加载弹性结构冲击屈曲的准则,并将其用于处理Budian-sky-Hutchinson简单力学模型的冲击屈曲分析和受扭圆柱壳的冲击扭转屈曲分析,给出了临界载荷的求解公式。
关键词 冲击屈曲 静力预加载 结构 突变
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弹性圆柱壳扭转屈曲研究 被引量:6
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作者 王德禹 马宏伟 杨桂通 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 1992年第3期193-197,共5页
本文给出两端固支的弹性圆柱壳扭转屈曲实验与理论计算结果.实验发现,对于较长的壳,其屈曲后的变形并不占据整个壳体的长度.另外在计算中仅考虑壳体的法向边界条件,而不考虑其周向和轴向边界条件,结果和Yamaki精确解以及本文实验结果相... 本文给出两端固支的弹性圆柱壳扭转屈曲实验与理论计算结果.实验发现,对于较长的壳,其屈曲后的变形并不占据整个壳体的长度.另外在计算中仅考虑壳体的法向边界条件,而不考虑其周向和轴向边界条件,结果和Yamaki精确解以及本文实验结果相符较好,说明周向和轴向边界条件对圆柱壳的扭转屈曲影响较小. 展开更多
关键词 圆柱壳 弹性 扭转屈曲 实验
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刚塑性梁在任意冲击载荷下的有限变形 被引量:3
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作者 王德禹 金咸定 张国良 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期63-65,共3页
采用刚塑性假定,忽略应变强化和应变率的效应并考虑由于有限变形而导致的轴力的影响,研究任意时间历程冲击载荷下简支梁的塑性动力响应问题.为了简化计算,采用矩形形状的屈服条件,并将梁的运动依照塑性铰的不同分为四个不同的阶段,其中... 采用刚塑性假定,忽略应变强化和应变率的效应并考虑由于有限变形而导致的轴力的影响,研究任意时间历程冲击载荷下简支梁的塑性动力响应问题.为了简化计算,采用矩形形状的屈服条件,并将梁的运动依照塑性铰的不同分为四个不同的阶段,其中第一和第四阶段为单铰运动模式,第二和第三为两铰运动模式.最后给出了任意时刻梁运动状态和变形状态的解析表达式.研究结果表明,由于有限变形的影响。 展开更多
关键词 结构力学 刚塑性 有限变形 冲击载荷
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冲击载荷下复合材料层合杆的动力屈曲 被引量:3
11
作者 王德禹 纪汇涤 《振动与冲击》 EI CSCD 1998年第4期44-48,共5页
研究复合材料层合杆被一质量块以某一速度沿轴向进行碰撞而导致的动力屈曲现象,采用不同的横向剪切理论,并用差分方法对杆的动力屈曲方程进行求解。文中考察了冲击块质量、初挠度、应力波、横向剪切等因素对临界冲击速度以及屈曲模态的... 研究复合材料层合杆被一质量块以某一速度沿轴向进行碰撞而导致的动力屈曲现象,采用不同的横向剪切理论,并用差分方法对杆的动力屈曲方程进行求解。文中考察了冲击块质量、初挠度、应力波、横向剪切等因素对临界冲击速度以及屈曲模态的影响。 展开更多
关键词 复合材料杆 动力屈曲 冲击屈曲 横向剪切
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受静载作用的直杆在轴向冲击载荷下的屈曲 被引量:12
12
作者 王德禹 《振动与冲击》 EI CSCD 1997年第1期35-37,共3页
本文研究轴向静力预载荷对直杆受轴向冲击载荷作用时动态屈曲性态的影响,通过对直杆动态屈曲控制方程进行数值求解.文中考查了静力预载荷、冲击载荷速度以及初始几何缺陷对临界冲击载荷的影响.
关键词 冲击屈曲 直杆 静力预载荷 冲击载荷
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刚塑性圆柱壳的冲击扭转屈曲 被引量:1
13
作者 王德禹 张善元 杨桂通 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 1993年第8期659-664,共6页
本文将文献[3]给出的能量准则用于处理刚塑性圆柱壳的冲击扭转屈曲.文中推导了圆柱壳塑性动力扭转屈曲线性方程,获得了临界冲击速度.
关键词 刚塑性体 圆柱壳 冲击扭转屈曲
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基于圆环模型的空间 XX 管接头轴压极限强度分析 被引量:1
14
作者 王德禹 陈铁云 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第11期116-120,共5页
应用圆环模型对空间XX管接头在4种不同轴压载荷比下的极限强度进行了分析,圆环的等效宽度采用Chong等人的14组有限元分析结果通过最小二乘法回归得到.从而建立了空间XX管接头极限载荷的计算公式.
关键词 空间管接头 圆环模型 极限强度 管接头 近海结构
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加筋圆柱壳的屈曲优化设计 被引量:2
15
作者 王德禹 李东升 《中国海洋平台》 1999年第5期15-17,共3页
采用可变误差多面体算法。
关键词 加筋圆柱壳 屈曲 优化设计 结构力学
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带有局部凹陷的固支圆管受横向碰撞时的动力响应 被引量:1
16
作者 王德禹 《中国海洋平台》 1997年第4期153-155,共3页
应用塑性动力学的方法,分析了带有局部凹陷的固支钢质圆管受横向碰撞时的残余塑性变形,假定圆管为刚塑性材料,分析表明,随着碰撞质量的增加,圆管的残余变形形状趋于直线分布,而且凹陷程度不影响移行铰阶段所耗散的能量.
关键词 圆管 碰撞 凹陷 海洋平台 采油平台 动力响应
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带有任意形状初缺陷的弹性圆柱壳冲击扭转屈曲
17
作者 王德禹 张善元 杨桂通 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 1993年第6期471-477,共7页
本文给出带有初缺陷的弹性圆柱壳在阶跃突加扭矩作用下的冲击屈曲摄动分析,而且初缺陷假设为小量但其形状是任意的.研究表明影响临界冲击扭矩和静态临界扭矩的只是具有经典静力扭转屈曲模态的那一部分初缺陷大小,文中给出了临界冲击扭... 本文给出带有初缺陷的弹性圆柱壳在阶跃突加扭矩作用下的冲击屈曲摄动分析,而且初缺陷假设为小量但其形状是任意的.研究表明影响临界冲击扭矩和静态临界扭矩的只是具有经典静力扭转屈曲模态的那一部分初缺陷大小,文中给出了临界冲击扭矩的计算公式. 展开更多
关键词 冲击 扭转 屈曲 弹性 圆柱面壳
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近海平台X型管接头极限分析的圆环模型
18
作者 王德禹 陈铁云 《中国海洋平台》 1995年第4期22-25,4-5,共6页
用圆环模型研究海洋平台广泛使用的X型管接头支管受压时的极限载荷。文中认为当圆环出现六个塑性铰时即达到极限状态,然后通过对现有实验数据的回归给出了一个圆环有效宽度的经验公式,进而给出了一个极限载荷的解极表达式。和已有圆环... 用圆环模型研究海洋平台广泛使用的X型管接头支管受压时的极限载荷。文中认为当圆环出现六个塑性铰时即达到极限状态,然后通过对现有实验数据的回归给出了一个圆环有效宽度的经验公式,进而给出了一个极限载荷的解极表达式。和已有圆环模型分析结果相比,本文的结果更和实验相接近,而且本文的有效宽度经验公式包含了弦管柔度γ的影响。 展开更多
关键词 X型管接头 圆环模型 极限
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卫星振动试验中固有频率“漂移”现象初步研究 被引量:22
19
作者 陈昌亚 宋汉文 +1 位作者 王德禹 陶明德 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期23-25,共3页
本文针对卫星振动试验中的频率漂移现象进行了初步分析 ,通过试验数据对比、等效线性化模型模拟和单自由度非线性模型模拟计算 ,对随振动试验载荷烈度增加而导致的固有频率降低、模态阻尼增大的现象作了定性解释。
关键词 固有频率 卫星 频率漂移 振动频率
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船-桥墩防护装置碰撞的有限元仿真 被引量:32
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作者 潘晋 吴卫国 +1 位作者 王德禹 许明财 《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》 2005年第2期178-181,共4页
在研究船-桥墩防护装置碰撞机理的基础上,结合实例阐述了船舶与防护装置碰撞的有限元模型的建立过程,详细叙述了单元尺寸的控制、材料模型和失效准则的选取、接触及摩擦力的定义等碰撞分析中需要考虑的问题.最后利用ANSYS/LS-DYNA对建... 在研究船-桥墩防护装置碰撞机理的基础上,结合实例阐述了船舶与防护装置碰撞的有限元模型的建立过程,详细叙述了单元尺寸的控制、材料模型和失效准则的选取、接触及摩擦力的定义等碰撞分析中需要考虑的问题.最后利用ANSYS/LS-DYNA对建立的碰撞模型进行了全程有限元仿真模拟,得出了一系列有意义的结论. 展开更多
关键词 船桥碰撞 防护装置 有限元仿真
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