
加筋板格是船體結(jié)構(gòu)的主要組成部分,如甲板、底部、艙壁、舷側(cè)等。其帶板的主要作用是吸收面內(nèi)及垂向載荷,并將其分配給船體的主要構(gòu)件(如縱析);而加強筋能承擔(dān)大部分的垂向載荷并保證帶板有足夠的穩(wěn)定性來承擔(dān)面內(nèi)壓力。當(dāng)所受的外載荷達到一定值時,加筋子板的破壞以及整體加筋板格的失穩(wěn)將導(dǎo)致船體的最終破壞。因而,研究加筋板格的屈曲及極限強度對研究船體的極限強度具有重大的工程意義。
船體板架的極限強度主要取決于以下三個方面:(1)板架的失穩(wěn)破壞強度;(2)板架的屈服破壞強度;(3)板架的疲勞/斷裂破壞強度。本文從工程概念出發(fā),研究了前面兩個方面的破壞機理及最終強度問題。一般而言,計算加筋板格屈曲及極限強度有兩種方法:有限元分析法和簡化方法。有限元法是目前最通用但需要花費大量計算時間,很難在設(shè)計階段被采用,而簡化方法計算效率高但精度較差。本文在消化相關(guān)文獻后,作了一些修正和改進工作,提出了一套用于計算加筋板格屈曲及極限強度的方法,并編制了工程上方便而實用的計算程序。通過考核,本文方法完全可用于船體板架的工程設(shè)計計算。
對于非細長體縱向加筋子板,一般而言,所承受的基本載荷有三種:a.導(dǎo)致加強筋受壓的垂向載荷(負(fù)彎曲);b.導(dǎo)致帶板受壓的垂向載荷(正彎曲);c.面內(nèi)載荷。
在這三種基本載荷的不同耦合作用下,將導(dǎo)致縱向加筋子板出現(xiàn)三種不同的破壞模式,見圖,并對應(yīng)三種極限強度:
a.模式1—加強筋受壓破壞(面內(nèi)受壓及負(fù)垂向載荷導(dǎo)致加強筋失穩(wěn));b.模式2—帶板受壓破壞(面內(nèi)受壓及正垂向載荷導(dǎo)致帶板失穩(wěn));c.模式3—加強筋翼板及帶板的聯(lián)合破壞(過大的正彎曲垂向載荷導(dǎo)致加強筋翼板的拉伸屈服及帶板的壓縮失穩(wěn))。
本文在吸收前人成果的基礎(chǔ)上,提出了一套用于計算加筋板格屈曲及極限強度的分析方法,并編制了相應(yīng)的工程實用程序。在該方法中,對文獻中的一些錯誤及不合理方面作了修正和改進。通過程序的考核,我們相信本程序完全可用于工程設(shè)計計算。最后給出了應(yīng)用本程序所做的一個實例分析結(jié)果。
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