外文翻译--预防航道挖泥的有限元建模和分析（中文）

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1、外文原文：http:/ 1  中文 6064 字  预防航道挖泥的有限元建模和分析  摘要： 本文给出了一个概念结构的有限元建模和分析起重机的建议，这是一个常见的部分航道挖泥船设施。这些挖泥设施通常包含两个起重机：像泵船的双体船和在船头的辅助起重机。这里主要讨论各种有限元模型对起重机结构的优势和弱势，避免起重机在工作时频繁出现故障。基本目标是实际数值模型和简单的不充分的模型预测真正的结构形态起重机相比的复杂的利益。在这个意义上，我们在一个高效的有限元建模阶段设计可能类型的结构模板。  爱思唯尔有限公司版权所有， 2012 关键词： 航道挖泥、起重机、适

2、用性失败、有限元建模、链接菲  1.简介       在水面分类的航道挖泥实施的材料，大部分是桶和桶挖泥不断链支持起重机的结构。如图 1。      挖掘是由在陷入物质的水床上移动桶来实现。开挖连续性取决于水桶的大小和距离，以及链的速度和长度。大型横向变形的起重机最常见的故障是链自由运动时忽然停止，这是由于起重机臂的设计不足，通常出现这种类型失败的原因是起重机的数值模型不适当。本文认为以有限元模型为结构的起重机作为为挖泥船工作工具和弓起重机作为起重机操纵设备的服务和维修情况做了适当的分析。  文件处理有限元分析这样

3、的类似 类型的结构相对少见。他们的主要特点是应用复杂的模型，但只分析关键结构部件。另一组论文推荐在现实里不能实现的简单模型。这种情况其他专家都研究有替代的方案，即先进建模的可能性的旋臂结构作为一个整体。  在开采条件下，这种结构类型的起重机在挖泥时应该满足一些相反的要求及其设计应该有一个积极的意义，一个合理的方案。起重机的承载能力是其主要的和强制的性能。应力条件应该在所有结构元素规定的范围内，排除故障状态。  旋臂结构的稳定性是另一个所需要的结构完整性。对于这种薄壁结构，全球屈曲和局部稳定性的外观损失都是有可能的。     2    

4、 图片 1：航道挖泥船的辅助弓起重机和主臂起重机  可服务性是性能提供条件 ，真正的开发机。它通常与刚度，即国家的位移和变形的结构，提供不间断的工作可能失败的后果，只有所谓的 “ 不可抗力 ” 情况  上述条件的需求 因为流动性在开发和维护，以及能源效率的挖泥船 相对小数量 的悬臂结构。此外，它是必要的臂结构制造与最小数量的钢和是一个简单的设计，至于最小化的生产价格。  根据前面提到的事实，很明 显，终极阶段设计是选择一个悬臂结构系统 (即拓扑结构元素 )和精化的结构细节。下一个重要阶段是选择可靠的数值模型，能模拟实际结构的行为 在各种行为和预测可能的故障状态，这

5、是本文的主题。  纸是面向分析的优点和问题 在应用程序的各种有限元模型对这种类型的结构。主要的目标是强调在应用程序的好处足够复杂的和合理的数值模型对实际结构的悬臂结构的行为。这项研究成果可以提高效率的贡献在设计过程有限元建模阶段的这种结构。  2.方法提出的背景  在该地区应用结构分析， 目标通常是配方的 “ 最佳 ” 模型 8。严格的意义上， “ 最优 ” 项目是一个结果，是一个 “ 优化 ” 的过程。在实际工程意义上寻找“ 最佳合理 ” 的替代品可以标记为 “ 优化 ” 。这样的 “ 最佳 ” 模型可以提供最好的质量的近似 “要求和足够的”真正的“共同设计实践

6、”。  模型的选择取决于结构拓扑 终于，配置的动作和假定的结构响应。航道斗式挖泥船臂是一个空间结构与显著的长度相比其他维度。它是一种薄壁结构变壁 3  厚，横向加劲肋形式，提高了承载力和刚度的结构。  初步分析， 1 d即梁有限 元模型是令人满意的，但只能测定元素的大概尺寸。以下步骤是一个复杂的分析模型的应用与表面 2 d FEs9，建模的重要细节，正确的边界和接口条件和操作。进行非线性分析 (几何非线性而不是材料非线性 )以及自由振动的分析可能是非常有用的对于获得一个更真实的结构响应。  最 后，如果有应力集中在当 地的区域 (“ 热点区 ” )，当外

7、部行动是分布在一个相对小的表面，或如果强调正交到板扩不容忽视，应用程序的模型与 3 d FEs是必不可少的条件。因为它是所提到的，这些模型是非常复杂的，太贵了，分析全球结构行为的臂的结构和适合当地的研究效果。  行为的臂的薄壁结构，可以 将其近似相当好，一个 2 d 模型，在模型中强调在正交方向表面上是被忽视的 10。此外，它是合理的假设，没有剪切板内扩。这些情况表明可能使用模型基于基尔霍夫弯曲理论的薄板。异常，对于板块相对较大的厚度有必要应用 Reissner-Mindlin 模型对厚板弯曲。为了避免出现的所谓的 “ 剪锁 ” 现象，厚板模型，考虑剪切影响 (即实际剪切刚度 )可以提供非常满意的结果。  一个简单的数值试验将说明 模型的优势与 2 d有限元与 1 d有限元模型。这个测试的结果将作为主要的论点在最后的有限元模型的选择。这个测试不是一个代表典型行为的一维模型，但重要的是作为一个警告困难和风险的 简单模型 的使用。这和相似， “ 基准测试 ” 应该成为一个至关重要的部分在最后的有限元模型的选择方法。   图片 2： 1 d 和 2 d 模型 :位移 、主应力和固有频率最低