内河观光船撞桥风险评估及应用

为提高内河观光船航行安全性,降低撞桥灾难性事故发生的风险水平,基于AASHTO模型进行船撞桥概率预报,分析撞击力对船首结构安全和船舶大倾角稳性的影响,提出船撞桥风险评估方法.应用该方法对某内河观光船撞桥风险进行评估,并讨论船速和桥墩防撞装置变形系数对船首结构安全和船舶大倾角稳性的影响.结果表明:船舶通过桥区水域时,若适当降低航速,可避免由撞桥导致的船舶倾覆事故的发生;增设弹性或柔性防撞装置,增加防撞装置变形系数,可减少船舶结构损坏程度,避免船舶倾覆.评估方法合理,结论可供内河观光船安全航行参考.     

基于知识的监控系统设计

为了避免江河湖面上来往船只可能造成对桥墩的撞击,设计了一种基于知识的桥墩防撞智能化的系统。在桥墩设防区域的江河湖面上设置一定的监视区,一旦来往船只进入设防区域,系统能给出相应的警示报警和处理。     

东海大桥非通航孔船舶碰撞风险量化分析与管理对策

为更好地揭示东海大桥非通航孔所面临的船舶碰撞风险,采用空间有限元分析和截面能力计算对非通航孔桥墩的防碰撞能力进行计算,结果显示:东海大桥非通航孔桥墩只能抵抗小于500 t的驳船在漂移情况下速度不大于2 m/s的撞击,600 t的驳船以最低设计航速(2 m/s)的撞击能使桥梁结构失效,故桥梁结构难以抵抗600 t以上驳船的撞击。研究结果表明:东海大桥非通航孔船舶碰撞风险量化计算可以更加精确直观地表现东海大桥非通航孔的防船舶碰撞能力。     

有限元结构分析程序中构件整体稳定性计算模块的研制

本文根据《起重机设计规范》中双向压弯构件稳定性计算的一般方法,计论了在有限元程序中需要考虑的关键内容,尤其是对变截面构件的计算处理,给出了一套变截面长度系数的算法,可使应用程序在整体稳定性计算方面有所突破。最后,文章给出了程序结构,按此过程编程可接入任何布限元程序系统,从而满足工程计算的需要。     

软土地区公路路基沉降对临近桥梁结构受力影响

为研究软土地区公路路基沉降对临近桥梁结构受力影响,基于真三维岩土工程有限元软件ZSOIL.PC v2016建立分析模型,对软土地基沉降后场地整体位移、临近桥梁桩基弯矩和桩基负摩阻力、桥墩内力和位移进行了研究,并对3年后桩基弯矩及模型剖面竖向位移进行预测.研究结果表明:软土地区路堤产生竖向不均匀沉降的区域大约在以路堤为中...     

钢筋砼受弯构件斜截面抗剪承载力计算方法

分析了深梁、浅梁和短梁斜截面应力分布规律和抗剪机理,得出影响砼受弯构件斜截面抗剪承载力的主要因素是剪跨比a/h0的大小,而高跨比l/h的大小对斜截面抗剪承载力的影响甚微,在抗剪计算中可以忽略不计的新结论.在此基础上提出以剪跨比为主要参数的砼受弯构件斜截面抗剪承载力计算公式     

一种新的径向导热界面参数插值格式

以变系数径向导热问题为研究对象,由傅里叶导热定律提出了较之文献更为合理的热导计算方法.根据流的相容性原理分别推导得出极坐标、柱坐标和球坐标系下新的界面半径和界面导热系数插值格式.通过几个变系数和非线性导热问题对插值格式进行考核,并与文献中的插值格式进行对比.结果表明,推导的格式充分考虑了变截面和变物性的综合影响,对于非线性和变系数导热问题能得到更精确的结果.     

中短冷弯薄壁轴压构件承载力计算

分别基于有效截面法和直接强度法并以各国的规范为例,针对轴心受压构件承载力进行了对比分析,对比得出:有效截面法适用于简单截面的形式,且计算简便,对于复杂截面的形式,其计算形式复杂且准确程度不易保证;对于直接强度法中弹性局部临界屈曲应力的计算,采用解析和数值两种计算方法的结合,这两种计算方法的结合可以解决复杂截面形式的临界屈曲应力的计算问题.在数值计算方法中,对于弹性屈曲临界应力的计算,应用较多的为有限条程序CUFSM,但其受边界约束条件和变截面形式的限制.     

缅甸宛江桥周围冲刷的研究

对缅甸宛江桥桥墩周围的冲刷、桥梁通车时的稳定性及其对通航条件的影响进行分析.HEC-RAS模型用来对河道中的水流状况尤其是在桥正常运营时航道内的水流条件进行实际分析,旨在预测桥墩周围可能发生的最大冲刷,并将结论用于缅甸将来的桥梁建设事业之中.模型计算的结果与实测冲刷作了比较,在急流时,使用相同糙率的情况下,一维数值模拟得较好,数值模拟得到的水位与观测的结果一致,表明HEC-RAS模型预测冲刷深度是可行的.     

优化设计在设备技术改造中的应用

本文研究了常用优化设计方法在新的水压机活动横梁中的应用,对活动横梁的结构参数进行了优化,保证设计方案达到最佳;并建立了活动横梁的有限元力学模型,对该结构进行了三维有限元强度分析。     

船舶碰撞引起的自升式海洋平台结构损伤分析

针对船舶与海洋平台碰撞问题,研究船舶不同碰撞位置对平台结构损伤的影响。基于非线性有限元方法对船舶与海洋平台碰撞的场景进行数值模拟。对船首、船中和船尾碰撞这3种情况下的平台损伤特性进行比较分析。结果表明,这3种情况下的碰撞时间、碰撞力和碰撞位移以及平台局部损伤、整体变形和总吸能等存在着较大的不同,平台具有不同的损伤特征。     

基于船舶领域的碰撞危险度评估模型

为解决船舶避碰决策中对碰撞危险度计算精度不足和对危险目标船辨识性差的问题,使用基于Coldwell船舶领域的危险识别参数改进多船避碰危险度评估模型,比较改进前后模型的精度。使用VC++实现船舶MMG运动模型,对基于改进模型的四船交叉会遇态势作避碰决策仿真。仿真结果表明:对同一危险船,改进模型的精度更高;在多船会遇中,改进模型能够识别运动参数相似的危险目标船,辨识性更高。改进模型可为更复杂的多船避碰决策提供理论支持。     

APF方法在船舶自动避碰中的应用

提出一种改进的人工势场(Artificial Potential Field,APF)方法,将船舶的速度和操纵特性引入到模型的引力和斥力函数中,用于实现船舶自动避碰.讨论APF中的局部最小点问题,并提出解决方法.     

评估碰撞危险度方法的探讨

确定两船或多船会遇中潜在的可能碰撞危险是正确判断碰撞危险的关键之一。本文从信息论理论出发，采用模糊数学原理提出了一种评估碰撞危险的新方法。该方法考虑了目标船行动的不确定性以及多船会遇中存在的危险性推理碰撞危险度，能真实地反映出驾驶人员在决定采取避让行动过程中的操船心理，因此能直接作为在两船或多船会遇中采取避让行动的依据。     

基于动态分阶势场法的船舶自动避碰系统

为使船舶在多船避让环境下适应航行环境的变化并自动复航,提出基于动态分阶势场法的船舶自动避碰系统。该系统基于动态势场避障规划算法,利用模糊综合评价法量化船舶碰撞危险度;依据《国际海上避碰规则》确定本船在不同会遇局面下的避让行动,并据此对斥力势函数进行调整。该系统将本船的避碰过程划分为航迹保持、避让和复航3个阶段,根据不同阶段的要求构建动态分阶势场;利用动态分阶势场法对船舶的航行环境进行建模,进而生成恰当的航向指令;利用自动舵产生舵角指令控制船舶完成避让、复航和航迹保持。仿真结果表明:该自动避碰系统可以引导船舶完成既定的避让行动,并能使船舶在安全会遇距离上驶过;该系统可以适应航行环境的变化,且具备航迹保持能力。     

基于最短避碰距离和碰撞危险度的避碰决策支持

为解决目前采用船舶领域进行避碰决策时选用的船舶领域多仅适用于一定水域,且选用的船舶领域模型与碰撞危险度模型考虑的因素不一致的问题,提出基于模糊四元船舶领域的碰撞危险度模糊评价模型。为解决采用最短避碰距离作为目标函数进行避碰决策时未考虑航迹偏差以及时间偏差等因素,以及根据所得的避碰参数采取的避碰措施并不能使总航程最短的问题,提出以航迹偏差、时间偏差和总航程作为目标函数的最短避碰路径模型。在综合考虑船舶领域、国际海上避碰规则和负责航行值班的高级船员的主观意识的情况下,应用粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法规划出最优的避碰路径。MATLAB仿真结果表明,该算法能快速获得最优避碰路径,满足海上航行避碰要求。     

船舶冲突时空特征分析

为更加全面地分析水域船舶冲突的时空特征,从船舶动态航行过程出发,以船舶领域模型代替船舶碰撞半径,对船舶冲突数据进行识别与提取。通过对空间自相关模型在时间维度上的拓展,探讨船舶冲突数据在时空上的变化特征。基于该模型,研究不同时间尺度下船舶冲突空间变化趋势。实例结果表明,研究水域内的船舶冲突具有较强的空间自相关性,且会随着空间阶的提升而消散。     

船舶碰撞事故原因关联性分析

为避免或减少船舶碰撞事故,对船舶碰撞事故原因进行进一步分析。以船舶碰撞事故海事调查报告给出的原因作为研究对象,采用解释结构模型(interpretative structural model, ISM)和层次分析法(analytic hierarchy progress, AHP)构建船舶碰撞影响因素多层次结构图,探究同一层次及不同层次各因素之间的关系。用AHP确定各直接影响因素的相对重要性,结果表明:最低配员要求、船舶设备、能见度、航道或航区等因素对船舶碰撞事故的影响突出。