环境载荷

摘要： 浮式液化天然气船(FLNG)的概念出现已经很多年,目前已经投入商业运营的有壳牌的Prelude、马来西亚国家石油的PFLNG1,Golar的Hilli Episeyo以及Exmar的Tango FLNG等。FLNG项目静设备如塔器、压力容器、换热器等在浮式液化天然气装置上通常会受到与陆地上不同的外部载荷。介绍了FLNG项目静设备通常需要考虑的外部载荷及其考虑方法。

摘要： 针对目前坐底强度计算的相关规范主要为海洋平台服务,而海工船舶的坐底计算较少问题,以某非自航甲板驳为原型,对其进行结构改装后成为可以进行坐底安装作业的风电安装船,并依据《海上移动平台入级规范》(2020)的要求对该船的坐底强度进行计算分析,模拟船舶坐底作业时的各种海况。结果显示:该船的坐底强度计算结果符合海洋平台坐底的强度要求,可为其他同类船舶改装设计提供参考和借鉴。

摘要： 目的建立基于实测环境载荷的热电池等效加速贮存试验技术,掌握其在环境载荷作用下的性能退化规律。方法在分析热电池组成和所受环境载荷情况的基础上,分析热电池的主要失效模式,设计基于实测环境数据的等效加速贮存试验,开展热电池等效加速贮存试验,分析热电池性能和热图像的变化情况,利用粒子滤波算法对电池剩余电容量进行预测。结果随加速循环次数(时间)的增加,热电池的电容量下降。热图像表明,热电池经过等效加速贮存试验后,其放电过程表面温度要高于初始放电表面温度。粒子滤波算法能够有效模拟电容量的退化过程,电池剩余电容量预测结果与试验结果误差在10%以内。结论等效加速贮存试验得到了热电池的性能退化规律,从而为热电池的贮存试验提供一种解决方案。

摘要： 目前国内对海洋工程船舶的坐底强度的分析较少。随着海洋行业的快速发展,越来越多的海洋工程船舶因作业环境及作业范围的提高需要进行坐底,尤其对于某些特殊的浅滩作业。本文对一艘具有坐底功能的打捞起重船的船体强度进行计算分析,综合考虑风、浪、流等环境载荷组合以及起重机载荷在坐底工况下对船体强度的影响,利用MSC-PATRAN有限元通用软件,为该类型船舶的坐底强度计算提供计算参考。

摘要： 以自升式海洋牧场综合平台为研究对象,对平台抗倾稳定性进行分析。计算平台的倾覆力矩和复原力矩,分析抗倾安全因数,并校核桩腿强度。计算结果表明平台抗倾稳定性满足规范要求,可为自升式平台环境载荷计算和抗倾稳定性分析提供参考。

摘要： 首先基于美国船级社(ABS)规范提出海上综合试验平台结构的设计方法,完成了平台浮筒、立柱、撑杆、上壳体和下浮体等结构的板厚及骨材尺寸设计,为绘制典型结构设计详图奠定基础。然后根据规范及相关理论方法计算海上综合试验平台的环境载荷(风载荷、流载荷和波浪载荷)。最后基于设计波法对利用SESAM软件的Wadam水动力分析模块完成了平台的波浪载荷计算。通过波浪载荷的长期预报,确定了设计波参数(频率、浪向角和波高)。

摘要： 海洋资源开发及空间利用等工程实践不断迈向更深和更远的海域,面临深水极端环境载荷和复杂海床地质条件的严峻挑战。《力学与实践》组织出版“深海工程力学”专题,包括2篇邀请综述论文[1-2]和10篇研究论文[3-12]。本专题旨在聚焦深海工程开发中的关键科学与技术难题,刊登我国学者在深水工程结构系统设计与安全保障技术、深海超常环境力学等方面取得的若干研究进展,主要涉及深海矿物资源开采[1]、深水管道及立管多相流动与分离调控[2-4]、管道结构力学响应及优化设计[5-6]、深水工程结构基础系统(包括深水拖曳锚[7]、深水防波堤[8]及海上漂浮式风力机[9])、深海天然气水合物开采[10-11]以及深海陆坡地层稳定性[12]。

摘要： 复合材料因其轻质、高强等优异性能逐渐取代传统金属材料,成为航空结构的重要材料。复合材料零部件装配通常采用螺栓连接结构,通过干涉配合和侧向预紧工艺,在连接孔环向和周向配合界面形成残余压应力,从而改善连接结构的载荷传递形式,提升连接结构疲劳强度和服役性能。然而,干涉连接结构作为多元异质叠层结构,其内部的各构件力学性能差异大,连接界面在插钉和预紧过程中极易引起损伤。此外,服役时环境载荷与力载荷的耦合作用诱导干涉连接界面产生复杂的摩擦挤压行为,给连接结构的健康服役来带来安全隐患。

摘要： 复合材料因其轻质、高强等优异性能逐渐取代传统金属材料,成为航空结构的重要材料。复合材料零部件装配通常采用螺栓连接结构,通过干涉配合和侧向预紧工艺,在连接孔环向和周向配合界面形成残余压应力,从而改善连接结构的载荷传递形式,提升连接结构疲劳强度和服役性能。然而,干涉连接结构作为多元异质叠层结构,其内部的各构件力学性能差异大,连接界面在插钉和预紧过程中极易引起损伤。此外,服役时环境载荷与力载荷的耦合作用诱导干涉连接界面产生复杂的摩擦挤压行为,给连接结构的健康服役来带来安全隐患。

摘要： 针对大型风电安装船在海上风场作业时所要求的工作环境较高问题,文章以第3代自升自航式大型海上风机安装作业平台为研究对象,分析风机安装船的外部环境及船型特征,并对满载航行、就位过程及风暴自存等重要工况下的载荷与动力响应进行研究.通过SESAM和ANSYS软件对环境载荷和运动响应频域进行计算,以确保平台的稳定性、适航性和可靠性.

摘要： 水下管汇(PLEM)是海上浮式系泊和原油输送装置的水下连接终端,可通过海底管道系统实现与岸站间原油输送的操作、维护、通信及控制.水下管汇受到环境载荷时,易产生滑移等现象,环境载荷的准确预报关系着水下管汇的支撑结构及桩锚设计.因此本文针对不同水深水下管汇及支撑结构的环境载荷进行了预报及对比分析.首先,文中采用DNV SESAM软件建立了水下管汇计算模型,采用Airy波理论及Stokes五阶波理论计算了水质点的速度与加速度,并与莫里森公式结合,计算了水下管汇的环境载荷.对波浪类型、作业水深及海底生物附着等参数做了对比分析,结果可为水下管汇及支撑结构的校核及优化设计提供依据.

摘要： 针对复杂环境下典型机械结构可靠性问题,提出一种基于故障机理动力学分析的故障预测方法,并以机械应力故障机理为例进行说明,建立了运输环境和温变耦合条件下梁结构的横向振动动力学模型,利用龙格库塔法求解Mathieu方程,并利用短时傅里叶变换(STFT)对振动响应信号进行时频分析,数值计算结果表明:轴向热应力对系统刚度产生影响,振幅随轴向力增加而增加,振动响应频率范围发生偏移,多种环境载荷耦合作用影响了疲劳应力循环次数的评定和疲劳寿命的预测,在进行故障预测时对多种环境载荷耦合作用的故障机理研究对预测精度的提高是十分必要的.

摘要： 论文以某15万吨FPSO为对象、基于其最大的环境载荷所需系泊力,对其STP式单点系泊系统的锚链、转塔、浮筒等核心构件的载荷算法展开研究,对转塔与浮筒间的滑动式低速重载轴承的设计载荷进行计算和选型设计,研究成果对转塔、浮筒及轴承本身的详细设计和载荷能力有限元分析法所需设定的边界值的算法具有借鉴意义.

摘要： 运用水动力软件Arame预报一艘LNG-FSRU系泊系统的缆绳张力和运动响应,分析浅水效应、环境载荷以及缆绳布置对预报结果的影响,结果表明,二阶力波浪计算时需考虑浅水效应;合理设置环境载荷是设计LNG-FSRU系泊系统的关键;调整缆绳长度及夹角是减小张力的有效方式.

摘要： 随着化石能源逐步枯竭以及污染问题日趋严重,风能作为一种可再生清洁能源,越来越受到全世界的广泛关注.海上风强度大且流动稳定,使得海上风力机的装机容量较陆上风力机更大.浮式风力机系统受到空气、波浪的联合作用,而塔柱以及叶片又具有一定的柔性,结构之间的耦合作用明显,系统复杂.为对海上浮式风力机系统进行深入研究,通过总结国内外对浮式风力机研究的主要成果,介绍了浮式风力机系统主要构成及形式,归纳了当前对于浮式风力机研究的热点,并针对研究中还需解决的内容,提出了一些建议.

摘要： 考虑海基系统环境载荷的诸多不确定性,提出了基于Bayes的仿真试验算法.分析了海基系统的环境载荷及其影响,设计了一种反复的可靠性试验,基于Bayes推理,建立了可靠性增长模型.对参数的极大似然估计值进行降偏修正,得出其后验分布,以保证结果的可信性.算例验证了海基系统的可靠性增长,结果表明本文算法易行,在海基系统可靠性评估中具有参考和应用价值.

摘要： 为了给出海上风电机组安装平台沉箱强度校核的方法,并为类似于沉箱的结构强度校核提供参考,本文采用有限元的方法,以某海上风电机组安装平台的沉箱为例,基于CCS规范以及美国ABS规范,在不考虑环境载荷的基础上,确定了最大受压和受拉等四种工况,对沉箱在不同作业任务下的强度进行了校核,并对其受力情况进行了总结与分析.

摘要： 400ft自升式钻井平台是世界上主流的海洋钻井装备之一.掌握其设计技术对提升集团公司海洋开发能力具有重要意义.为了评估恶劣的工作环境对平台主体结构的影响,需要建立平台主体三维力学模型.本文探讨了在ABAQUS中建立平台模型的工作流程,并研究了船体—桩腿约束,桩土相互作用和作用于桩腿上的环境荷载的模拟方法.考虑不同作业水深和环境载荷入射角,分别针对静载工况、作业工况及风暴自存工况进行强度校核.结果表明,平台固桩区的设计对平台强度影响最大.同时,不同方向入射的环境载荷对结构的影响差距较大,平台到位作业时应特别注意.

摘要： 本文以三浮体海上漂浮式风力机为例,对支撑结构进行了运动响应分析.首先运用SESAM/Hydrod对支撑结构在无风条件下,进行不同吃水的运动响应计算,得到结构工作的最佳吃水;然后运用针对风机正向设计的专业软件S4WT对风机整体结构进行结构运动响应分析,得出环境载荷对结构运动的影响;最后运用S4WT比较了风、浪对结构运动影响的大小.本文提供的方法和思路可为设计人员提供借鉴,对工程实践具有一定的指导作用.

摘要： 总结了工程船舶锚泊定位过程中受到的环境载荷及其计算方法;提出工程船舶锚泊定位的优化策略,该策略的目标函数为任意两锚链水平锚泊力之差的平方和,并通过VB和Matlab等编写计算分析程序;对某铺管船的锚泊定位系统实例进行优化计算,得到优化后的锚泊力及锚泊角度,实现合理布锚.编制环境载荷计算程序，较为准确的估算工程船舶所受环境载荷，便于其制定合理的锚泊方案。通过锚泊优化策略对锚泊力和锚泊角度的合理优化，充分发挥锚与锚链的锚泊作用，快速实现工程船舶定位，并保证其在环境载荷下具有较高的安全稳定系数。锚泊优化策略机动灵活性强，可根据不同需要，改变目标函数及约束条件，建立新的优化策略，满足不同工况的要求。

摘要： 本发明公开了一种用于潮湿水环境中的载荷传感器元件，包括基底、设于基底上表面上的过渡缓冲层、设于过渡缓冲层上表面上的绝缘层、设于绝缘层上表面上的功能层、设于功能层上表面上的防护层；基底采用316L不锈钢材料制成，过渡缓冲层为CrNi膜，绝缘层为TiO

摘要： 本发明公开了一种真空环境与常压环境之间的动态载荷传导结构，所述结构包括：外拉杆、外法兰盘、波纹管组件、内拉杆；外拉杆的一端与力学试验机链接，外拉杆的另外一端与外法兰盘连接；外法兰盘的一端连接外拉杆，外法兰盘的另外一端连接内拉杆；波纹管组件一端与外法兰盘连接，波纹管组件另一端与真空空间的外壁连接；所述的内拉杆一端穿过空心的波纹管组件与外法兰盘连接，所述的内拉杆另外一端与真空空间内的夹具连接；实现密闭、真空空间内力学试样的载荷动态加载。

摘要： 本申请属于飞行结构疲劳寿命分析领域，特别涉及一种力热振复合环境下随机载荷谱编制方法。包括：步骤一、根据飞机结构应力水平选择疲劳危险部位；步骤二、获取疲劳危险部位典型任务剖面的飞‑续‑飞疲劳载荷谱，所述疲劳载荷谱包括振动疲劳载荷谱、气动疲劳载荷谱以及热疲劳载荷谱；步骤三、将气动疲劳载荷谱以及热疲劳载荷谱进行线性叠加，得到复合静疲劳载荷谱；步骤四、对振动疲劳载荷谱进行处理，得到处理后的振动疲劳载荷谱；步骤五、将处理后的振动疲劳载荷谱与所述复合静疲劳载荷谱进行随机插值，得到新的载荷谱。本申请能够实现力热振复合环境下载荷谱的编制，形成综合考虑飞行载荷谱损伤与环境谱损伤的疲劳分析载荷谱。

摘要： 本申请属于航空飞行器结构强度试验领域，特别涉及一种模拟高温环境下气流冲击压力载荷试验装置。包括：支持结构、罩体、活塞、试验件、空心玻璃微珠、加热机构以及外力载荷机构。罩体的一端与支持结构固定连接；活塞安装在罩体的另一端，支持结构、罩体以及活塞构成的组件共同形成封闭空间；试验件设置在封闭空间中，且试验件的一端固定安装在支持结构上；空心玻璃微珠填充在封闭空间中；加热机构设置在支持结构、罩体以及活塞构成的组件的周侧；外力载荷机构通过压缩活塞施加外力载荷。本申请具有结构简捷、成本低、耐高温、驱动可靠等特点，解决了高温环境下高速飞行器结构在气流冲击压力载荷作用下强度试验加载难题。

摘要： 本实用新型涉及一种加人员动态载荷的面层材料VOC和甲醛检测环境舱。本实用新型适用于体育运动垫材、塑胶跑道等人员活动频繁场所的面层材料的VOC和甲醛释放量检测。本实用新型的技术方案为一种施加人员动态载荷的面层材料VOC和甲醛检测环境舱，其特征在于：具有环境测试舱舱体，在环境测试舱舱体内安装有用于放置面层材料试样的加载基座，环境测试舱舱体内设有用于模拟人员运动情况的动态加载装置，所述动态加载装置具有仿生足、控制仿生足在环境测试舱舱体内水平移动的水平向调节结构、控制仿生足在环境测试舱舱体内竖向移动的竖向调节结构及模拟人体重力的加载结构。

摘要： 本发明涉及一种模拟联合环境载荷作用下结构物载荷或运动响应的设备，包括实验模型、竖向支架和计算机，两套环向滑轨，智能控制和监测装置，伸缩杆和滑块，两套环向滑轨分别连接于竖向支架的上部和下部，其中，每套环向滑轨，沿环向布置至少三个滑块，每个滑块通过伸缩杆连接到实验模型的一个连接点，所有连接点位于同一水平面内，在伸缩杆上设置有与计算机相连的智能控制和监测装置，用以控制伸缩杆的伸缩量和滑块的位置。本发明可以快速、准确模拟结构在各种环境载荷联合作用下的受到的载荷或运动响应。

摘要： 本发明涉及一种模拟联合环境载荷作用下结构物载荷或运动响应的方法，所采用的设备，包括实验模型、竖向支架和计算机，两套环向滑轨，智能控制和监测装置，伸缩杆和滑块，两套环向滑轨分别连接于竖向支架的上部和下部。包括如下步骤：计算机通过智能控制和监测装置实现对控制对象的控制，包括滑块的位置和伸缩杆的伸缩量，将载荷施加到实验模型上进行模拟；智能控制和监测装置包括GPS及光纤传感器在内的监测器件，在线监测实验模型所处的环境条件、运动响应和受到的载荷，并将监测结果送入计算机，从而得到实验模型在相应的工况下的运动响应。

摘要： 本发明公开了一种基于环境载荷的拖轮靠离泊动力定位控制算法，本发明基于传统反步控制算法，构造滑模切换函数，并利用RBF神经网络逼近外界风、浪、流等外界环境扰动，再通过李雅普诺夫方法设置RBF网络权值的自适应律，最后通过李雅普诺夫稳定性定理证明拖轮系统稳定性。该方法可使得拖轮在风、浪、流的环境载荷作用下，提高拖轮的抗干扰能力，且航向误差和超调量更小。

摘要： 本发明公开了一种基于深水海洋环境载荷谱的采油树下放作业窗口分析方法，包括以下步骤：步骤一、建立采油树下放作业分析模型；步骤二、确定采油树下放作业窗口限制标准；步骤三、研究采油树下放作业窗口分析方法；步骤四、确定深水海洋环境下采油树下放作业窗口，该方法通过建立下放管串力学模型，确定采油树下放作业准则，通过研究深水海洋环境载荷谱中波浪周期、浪向角等对采油树下放作业窗口的影响，从而建立一种基于深水海洋环境载荷谱的采油树下放作业窗口分析方法，有效的建立了采油树在不同海上风浪环境下下放窗口准则，如下放速度、下放角度、下放的波浪周期等，间接降低了海上作业的经济损失，使其更好的应用于深海环境。

摘要： 本发明公开了一种深水海洋环境载荷谱构建方法，包括以下步骤：步骤一、分析逆谱宽度，步骤二、构建风浪谱模型，步骤三、反演实验，步骤四、统计计算论证，通过该深水海洋环境载荷谱构建方法，不但在表现谱峰的位置和能量的水平上与测量符合较好，而且在表现风浪能量分布宽窄(表现为峰右侧高频波段谱的陡度)的特征上能够与海上观测数据较好的吻合，此外，载荷谱模型构建仅依赖于风速和波龄两个基本参数，并且在长波和短波之间可以平滑连接，使得这个谱模型可以更好的应用于深海环境。