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某船用高强钢低周疲劳裂纹扩展及裂尖塑性区演化的试验与仿真方法研究

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船舶力学 2025年第1期29卷 98-109页

作者：刘洪瑞乐京霞徐志亭蒋怡然武汉理工大学船海与能源动力工程学院武汉430063 中国船舶及海洋工程设计院上海200011

船体结构的断裂破坏往往是低周疲劳与累积塑性两种破坏模式共同作用的结果。为研究某船用高强钢考虑累积塑性作用的低周疲劳裂纹扩展行为及塑性区尺寸,本文根据ASTME647标准进行某船用高强钢CT试件在拉-拉循环载荷作用下低周疲劳裂纹扩... 详细信息

船体结构的断裂破坏往往是低周疲劳与累积塑性两种破坏模式共同作用的结果。为研究某船用高强钢考虑累积塑性作用的低周疲劳裂纹扩展行为及塑性区尺寸,本文根据ASTME647标准进行某船用高强钢CT试件在拉-拉循环载荷作用下低周疲劳裂纹扩展试验,并采用DIC方法测量不同裂纹长度下的裂尖塑性区尺寸。随后,通过引入Chaboche模型,建立扩展有限元仿真方法,得到裂尖塑性区尺寸,探究不同载荷因素对塑性区尺寸的影响,并基于试验数据进行方法有效性验证。最后,基于有限元计算结果和Irwin模型,提出一种考虑累积塑性应变的裂尖塑性区尺寸预估模型,并建立基于循环塑性区尺寸的裂纹扩展速率模型。

关键词：塑性区尺寸 Chaboche组合硬化模型低周疲劳裂纹扩展

安全壳钢衬里在模拟混凝土孔溶液中的耐腐蚀性研究

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核动力工程 2025年第1期46卷 199-208页

作者：郭俊营陈圣刚李忠诚刘金龙周传波深圳中广核工程设计有限公司广东深圳518031 中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221116 云南省设计院集团勘查院有限公司昆明650100

针对核电厂安全壳钢衬里专用P265GH低合金钢(CSL),采用电化学和X射线光电子能谱(XPS)分析方法探究其在饱和Ca(OH)_(2)溶液中的钝化和破钝效应,并与Q235B低碳钢(Q235B)和304不锈钢(304SS)耐腐蚀性能进行对比分析。结果表明:与Q235B和304S... 详细信息

针对核电厂安全壳钢衬里专用P265GH低合金钢(CSL),采用电化学和X射线光电子能谱(XPS)分析方法探究其在饱和Ca(OH)_(2)溶液中的钝化和破钝效应,并与Q235B低碳钢(Q235B)和304不锈钢(304SS)耐腐蚀性能进行对比分析。结果表明:与Q235B和304SS相比,CSL在模拟混凝土孔溶液中钝化效率更高,但钝化膜中Fe^(2+)/Fe^(3+)比值较低导致其耐蚀性较差,CSL的临界氯离子浓度(0.16~0.2 mol/L)远小于Q235B(0.3 mol/L);氯离子的破钝效应主要影响试件表面的双电层结构,导致其有效电容增大,电荷转移电阻急剧下降;304SS的钝化膜为Fe和Cr的氧化物和羟基氧化物,具有更高的耐腐蚀性。

关键词：安全壳钢衬里模拟混凝土孔溶液钝化效应破钝效应

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基于多次碰撞源的离散纵标射线效应减弱方法研究

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核动力工程 2025年第1期46卷 36-40页

作者：郑征李翔梅其良黎辉王梦琪上海核工程研究设计院股份有限公司上海200233

本研究旨在探讨通过蒙特卡罗(MC)方法计算多次碰撞源分布,以减轻离散纵标(SN)方法中的射线效应,尤其是在处理包含局部源、低密度或真空区域的模型时。采用MC方法计算多次碰撞源分布,并利用Kobayashi基准题对多次碰撞源和首次碰撞源的射... 详细信息

本研究旨在探讨通过蒙特卡罗(MC)方法计算多次碰撞源分布,以减轻离散纵标(SN)方法中的射线效应,尤其是在处理包含局部源、低密度或真空区域的模型时。采用MC方法计算多次碰撞源分布,并利用Kobayashi基准题对多次碰撞源和首次碰撞源的射线效应减弱方法进行了初步验证和分析。通过混合并行技术(消息传递接口MPI+开放式多处理器OpenMP)提高计算效率,减少负载不平衡问题。研究表明,MC多次碰撞源方法在抑制SN方法中局部源问题的射线效应方面表现优异,能够显著减少计算中的非物理震荡,提高计算精度。当碰撞次数达到3次以上时,计算偏差降低至10%以下。此外,采用混合并行技术后,120个线程的并行计算效率达到80%以上。尽管在计算时间上略有不足,该方法在处理复杂几何和物理条件下展现了较大的潜力,是一种有前景的射线效应减弱方法。

关键词：蒙特卡罗离散纵标多次碰撞源首次碰撞源射线效应混合并行

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调谐惯容电磁阻尼—摩擦摆组合隔震体系的需求导向设计方法研究

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工程力学 2025年

作者：李大伟牛楚楚韩建平尚继英兰州理工大学土木工程学院中国电子工程设计院有限公司

为解决强震下摩擦摆基础隔震结构中隔震层位移需求过大的问题，本文提出一种调谐惯容电磁阻尼—摩擦摆组合隔震体系（TIED-FPB）。考虑FPB和电磁阻尼的非线性特征，将FPB隔震结构简化为两自由度体系，建立该组合隔震体系的运动方程。借... 详细信息

为解决强震下摩擦摆基础隔震结构中隔震层位移需求过大的问题，本文提出一种调谐惯容电磁阻尼—摩擦摆组合隔震体系（TIED-FPB）。考虑FPB和电磁阻尼的非线性特征，将FPB隔震结构简化为两自由度体系，建立该组合隔震体系的运动方程。借助FPB和电磁阻尼的随机等效线性化模型构建等效TID-2DOF体系。基于白噪声激励下隔震层位移的H2范数推导等效TID设计频率比和阻尼比的闭合解。结合复振型分析、复完全平方组合（CCQC）和随机振动分析求解等效TID组合隔震体系在功率谱密度激励下隔震层位移和阻尼相对速度的最大值。给定隔震层位移需求目标，通过迭代更新策略得到等效TID的设计质量比。由TID中线性黏滞阻尼的相对速度最大值和阻尼系数确定TIED中电磁阻尼的特征速度和特征阻尼系数，进而实现TIED的需求导向设计。为验证本文所提方法的合理性和TIED-FPB组合隔震体系的抗震性能，在OpenSees中构建电磁阻尼材料模型，根据规范设计谱选择44条地震动对一7层隔震Benchmark模型进行非线性时程分析。结果表明：TIED-FPB组合隔震体系的隔震层变形控制效果和加速度响应的鲁棒性均优于FPB隔震结构。

关键词：基础隔震结构调谐惯容电磁阻尼器随机等效线性化复振型分析摩擦摆

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某舵机液压泵站异常振动分析及治理

噪声与振动控制 2025年第1期45卷 217-221,235页

作者：陈林王洪富周全叶曦刘见华中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011

液压泵站作为目前船用舵机的主要动力源,其振动性能直接影响船舶的振动噪声水平。在某型船试航试验中发现其舵机液压泵站出现振动异常现象,无直接激励源的舵机液压泵站油箱基座的振动值相比舵机液压泵站油泵浮筏基座明显偏大,与设计不符... 详细信息

液压泵站作为目前船用舵机的主要动力源,其振动性能直接影响船舶的振动噪声水平。在某型船试航试验中发现其舵机液压泵站出现振动异常现象,无直接激励源的舵机液压泵站油箱基座的振动值相比舵机液压泵站油泵浮筏基座明显偏大,与设计不符,无法满足该船型的振动噪声控制要求。通过测试分析发现舵机液压泵站的油泵与油箱之间连接软管出现振动“短路”现象,经过设计与分析确定整改方案,并通过实船振动测试对其进行了验证,研究结论对其他类似机械设备的振动控制设计具有指导意义。

关键词：振动与波舵机液压泵站异常振动管路振动控制整改

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纳米增强超高韧性混凝土纤维分布及弯曲性能

东南大学学报(自然科学版) 2025年第1期55卷 131-139页

作者：崔圣爱张书豪曾慧姣詹金科西南交通大学土木工程学院成都610031 中交武汉港湾工程设计研究院有限公司武汉430040

为探究纳米SiO_(2)掺量与成型工艺对超高韧性混凝土(STC)弯曲性能的影响,制备了4种不同纳米SiO_(2)掺量的STC,通过四点弯曲试验研究了薄层夯捣和常规浇筑2种不同成型工艺下STC的弯曲性能,并结合CT细观测试分析了STC内纤维的取向分布,探... 详细信息

为探究纳米SiO_(2)掺量与成型工艺对超高韧性混凝土(STC)弯曲性能的影响,制备了4种不同纳米SiO_(2)掺量的STC,通过四点弯曲试验研究了薄层夯捣和常规浇筑2种不同成型工艺下STC的弯曲性能,并结合CT细观测试分析了STC内纤维的取向分布,探讨了弯曲性能与纤维取向之间的关系。结果表明,不同纳米SiO_(2)掺量下,经薄层夯捣的STC弯曲性能相较常规浇筑明显提升;当纳米SiO_(2)掺量为2%时,抗弯强度、初始弯曲韧性比、残余弯曲韧性比分别增加38%、18%、40%。薄层夯倒下纤维分布较为集中,纤维的取向角在40°以内,而常规浇筑下纤维分布较为分散,取向角为20°~80°,说明薄层夯捣有利于纤维的定向分布。所提计算模型准确描述了抗弯强度和纤维取向之间的关系,实测值和计算值的误差小于6%。

关键词：超高韧性混凝土成型工艺纳米SiO_(2) 弯曲性能纤维分布

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浸没式喷水推进系统水动力特性分析

船舶力学 2025年第1期29卷 53-62页

作者：张恒汲国瑞邱继涛蔡佑林中国船舶及海洋工程设计研究院上海201100 喷水推进技术重点实验室上海200011

浸没式喷水推进是常规艉板式喷水推进的一种衍变型式,其流道与船体高度耦合,船泵耦合流场更复杂。针对浸没式喷水推进技术发展需求,首次构建浸没式喷水推进控制体与力学模型,并开展其与常规艉板式的差别分析。然后针对同一型船、同一型... 详细信息

浸没式喷水推进是常规艉板式喷水推进的一种衍变型式,其流道与船体高度耦合,船泵耦合流场更复杂。针对浸没式喷水推进技术发展需求,首次构建浸没式喷水推进控制体与力学模型,并开展其与常规艉板式的差别分析。然后针对同一型船、同一型推进泵,在设计航速点开展两种推进形式的船泵一体化多自由度运动数值计算分析。对比结果表明:浸没式喷水推进获流区面积更大,流道效率更高,对船体姿态影响小,浸没式喷水推进推力减额分数较大且为正值。

关键词：浸没式喷水推进推力减额进口流道 CFD

泡沫轻质混凝土在普速铁路软土路基处理中的应用

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铁道勘察 2025年

作者：费文燕中铁工程设计咨询集团有限公司济南设计院

为解决软土地区路基填料填筑引起的沉降量大、地基处理费用高及填料缺乏的问题，采用收坡式泡沫轻质混凝土路基结构代替传统路基结构，利用ABAQUS有限元软件对典型断面进行结构计算分析，计算不同桩基设计参数、不同填料工况下收坡式泡... 详细信息

为解决软土地区路基填料填筑引起的沉降量大、地基处理费用高及填料缺乏的问题，采用收坡式泡沫轻质混凝土路基结构代替传统路基结构，利用ABAQUS有限元软件对典型断面进行结构计算分析，计算不同桩基设计参数、不同填料工况下收坡式泡沫轻质混凝土路基沉降变形特征，并对比分析采用泡沫轻质混凝土和传统填料下路基沉降变形的差异性。结果表明，泡沫轻质混凝土填筑路堤模型中基床表层沉降差值约为6mm，传统路堤填料填筑路堤模型中基床表层沉降差值约为15mm；且相较于传统路基，泡沫轻质混凝土填料能够减小约50%的沉降。工程实例表明，泡沫轻质混凝土结合长短桩加固软土路基具有良好的工程应用性，可降低约25%地基处理费用，为软土地区地基处理提供一种新途径。

关键词：普速铁路泡沫轻质混凝土路基填料软土路基处理

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铁路特大桥穿越采空区场地稳定性分析

铁道勘察 2025年

作者：王文峰中铁工程设计咨询集团有限公司济南设计院

为了分析铁路桥梁穿越采空区时场地的稳定性，依托淄博至博山铁路工程，采用钻探物探等方法核实采空区的边界及“三带”的埋深与发育特征，并采用停采时间法、地表沉降监测法、地表剩余变形预测法、附加应力法、InSAR技术等研究采空区... 详细信息

为了分析铁路桥梁穿越采空区时场地的稳定性，依托淄博至博山铁路工程，采用钻探物探等方法核实采空区的边界及“三带”的埋深与发育特征，并采用停采时间法、地表沉降监测法、地表剩余变形预测法、附加应力法、InSAR技术等研究采空区变形特征及采空区场地稳定性。研究表明，采空区场地前期由于地下开采地面整体沉降，后期由于停采、地下水回灌、沙土运移地面有所抬升，最后地面处于平稳状态；桥梁处剩余沉降量为7.3 mm、倾斜值为0.2 mm/m 、曲率值为0.004 mm/m2、水平变形值为0.2mm/m，变形值均小于简支梁结构场地稳定性评价标准；对于采空区影响范围内桥梁等重要工程，由于老采空区的工程的复杂性，除采用概率积分法计算地表剩余变形值外，还要考虑2倍附加应力影响范围是否与裂隙带相交，本场地的裂隙带埋藏深度远＞2倍的附加应力影响深度，故桥梁荷载对采空区影响小。

关键词：铁路采空区场地稳定性 INSAR 剩余变形活化