Evaluation of the probability distribution of pitting corrosion fatigue life in aircraft materials

Corrosion and fatigue properties of aircraft materials are known to have a considerable scatter due to the random nature of materials, loading, and environmental conditions. A probabilistic approach for predicting the pitting corrosion fatigue life has been investigated which captures the effect of the interaction of the cyclic load and corrosive environment and all stages of the corrosion fatigue process (i.e. the pit nucleation and growth, pit-crack transition, short- and long-crack propagation). The probabilistic model investigated considers the uncertainties in the initial pit size, corrosion pitting current, and material properties due to the scatter found in the experimental data. Monte Carlo simulations were performed to define the failure probability distribution. Predicted cumulative distribution functions of fatigue life agreed reasonably well with the existing experimental data. The project supported by SRF for ROCS, State Education Ministry of China, and the Society for the Promotion of Science (JSPS) of Japan (JSPS-P02042)     

典型高速船的非线性水弹性响应

给出了舰船结构的水弹性分析的通用公式,分析了典型高速船的水弹性响应,将总响应分为线性和非线性,前者用线性势流理论计算,后者用船体-流体系统脉冲响应函数的卷积积分和水动力非线性修正得到．计算表明线性解答过高地估计了共振点刚体运动,从而导致弯矩预报不准确,而非线性模拟的中拱／垂弯矩均与实验吻合较好．     

新型极地船用钢在模拟低温海水中的磨损-腐蚀耦合作用研究

分别采用正火和调质工艺对新型破冰船用低碳高强钢进行了热处理,并使用UMT-3多功能摩擦磨损试验机低温模块和摩擦电化学模块研究了其在低温模拟海水环境中不同外加电位下的磨损-腐蚀耦合行为. 使用电子扫描显微镜和白光干涉显微镜对钢样的微观组织及磨痕形貌进行了表征,并对其在不同外加电位作用下的磨损-腐蚀机理进行了探讨. 结果表明:两种热处理后的钢材的平均摩擦系数都随外加电位升高而降低,而磨痕深度、磨损量和腐蚀电流则随着外加电位升高而增加;钢材的开路电位随着磨损的发生逐渐负移,腐蚀电流密度增加;其中,经过正火处理的钢样磨痕表面主要出现剥落坑,而调质钢磨痕表面则主要出现了裂纹和腐蚀坑. 正火钢磨损和腐蚀损失量所占比例分别为80.6%、19.4%,调质钢分别为55.1%、44.9%,两种钢材的磨损-腐蚀之间相互促进损失量ΔV_W和ΔV_C均为正值,证实磨损和腐蚀之间存在着相互协同作用.      

关于舰船横摇中的若干非线性问题

对船舶横摇运动中的一些非线性问题的若干研究现状进行了总结,讨论了所存在的一些问题及其发展趋势。对横摇非线性问题的产生以及导致非线性的因素作了简述,从大幅非线性横摇运动、横摇-垂荡耦合运动、和横摇-纵摇耦合运动三方面,详细综述了国内外关于舰船在波浪中的力学研究的发展趋势,提出了几个有待深入加强研究的问题。     

船舶碰撞动力学过程的数值仿真研究

在分析显式非线性有限元基本理论和关键技术的基础上 ,探讨了船舶动力学过程的数值仿真方法 ,并对碰撞过程中船体的力学性能进行了分析 ,获得并讨论了碰撞力、能量吸收和损伤变形的时序结果 ,所得结论具有一般性。碰撞仿真分析中 ,被撞船的舷侧受撞区域和撞击船的首部区域作为可变形结构处理 ,而其余区域则视为刚体。被撞船周围的水划分成Euler有限体积网格 ,船体结构则划分成Lagrange有限元网格 ,并采用耦合技术将它们联系在一起。撞击船周围的水的影响采用附连水质量进行处理。     

船舶碰撞数值仿真的附加质量模型

根据船舶碰撞的运动滞后和局部损伤特性 ,采用附加质量处理流体 结构耦合作用 ,用详细的有限元模型表达撞击船首和被撞船侧的直接涉撞区结构 ,而将非碰撞区的船体结构视为刚体 ,形成一个附加质量模型用于碰撞仿真计算。附加质量模型不仅建模工作量小 ,而且CPU时间也大大减少。算例表明 ,附加质量模型与流固耦合模型的分析结果具有良好的一致性 ,可以满足一般的工程精度要求。     

船舶典型结构损耗因子试验及应用研究

损耗因子是衡量系统阻尼特性并决定其振动能量耗散能力的重要参数,对船舶水下噪声预报分析具有重要影响。针对船舶结构特点,选取内底板、舱壁板和甲板等典型结构建立试验模型,基于瞬态衰减法,对船舶典型结构损耗因子进行测试,分析、掌握其特性规律。在此基础上,开展船舶典型结构损耗因子水下噪声预报应用研究,结果表明,损耗因子对船舶水下噪声具有较大影响,进行船舶水下噪声预报时需开展相关损耗因子测试。     

单向航道散货港口船舶调度优化

为提高单向航道散货港口的泊位利用率,研究多港池的散货港口船舶调度优化问题。考虑船舶间需保持安全航行距离、进出港时段交替条件和成簇进出港规则等现实约束,以进港船舶总等待时间最小为目标,构建了混合整数线性规划模型。基于问题的特点,设计了启发式规则与模拟退火算法相结合的混合算法进行求解。在数值实验中分别将该算法的结果同下界值和两种现实调度方案对比。结果表明,运用混合算法求解的结果与下界值的平均相对偏差为5.28%,较两种现实调度方案的目标值优化率提升显著,且平均泊位优化率分别为6.74%和4.71%,验证了方案及算法的有效性。     

POLAR SETS OF MULTIPARAMETER BIFRACTIONAL BROWNIAN SHEETS

Let BH,K = {BH,K(t), t ∈ RN+ } be an (N, d)-bifractional Brownian sheet with Hurst indices H=(H1,···,HN) ∈(0,1)N and K=(K1,···,KN) ∈(0,1]N. The properties of the polar sets of BH,K are discussed. The sufficient conditions and necessary conditions for a compact set to be polar for BH,K are proved. The infimum of Hausdorff dimensions of its non-polar sets are obtained by means of constructing a Cantor-type set to connect its Hausdorff dimension and capacity.     

基于多目标优化算法的系泊系统设计

系泊系统设计对近浅海观测网的信息传输起到了至关重要的作用.针对存在风力和水流力的多成分系泊系统,建立了计算锚链形状、钢桶和钢管的倾斜角度、浮标的吃水深度和游动区域为主的多参数多目标优化模型.结合力与力矩的平衡方程,分析了各参数的约束条件.以吃水深度、最大游动距离和钢桶倾角作为目标函数,并根据多目标遗传算法求解得到最优设计方案.最后通过模型检验,验证了方案的可行性.