雙向正交密加筋板的極限強(qiáng)度研究.pdf

1、船體是是由鋼板和骨架組成的薄壁結(jié)構(gòu),加筋板是船體的主要構(gòu)件,船體加筋板的力學(xué)性能是研究船體極限承載力的基礎(chǔ)。依據(jù)加強(qiáng)筋的布置方式,船體加筋板主要有橫骨架式加筋板和縱骨架式加筋板。隨著船舶的高速化和輕型化的趨勢以及高強(qiáng)度材料的運(yùn)用,在滿足安全性和適用性要求的前提下,優(yōu)化船舶結(jié)構(gòu)是控制空船重量的重要因素,并且結(jié)構(gòu)重量的控制也成為設(shè)計成敗的關(guān)鍵之一。減小板的厚度對減輕結(jié)構(gòu)重量效果顯著,但由此會引起板的局部強(qiáng)度、穩(wěn)定性、局部振動性態(tài)的下降以及焊

2、接變形增大。因此一種新型的船體加筋板結(jié)構(gòu)形式—雙向正交密加筋板,被應(yīng)用在排水型高速船中。
　　雙向正交密加筋板就是在甲板、船底、舷側(cè)結(jié)構(gòu)中,在相鄰的縱向強(qiáng)力構(gòu)件和橫向強(qiáng)力構(gòu)件為周界的板上,沿著縱向和橫向分別設(shè)有若干正交的加強(qiáng)筋的一種結(jié)構(gòu)形式。在縱向和橫向強(qiáng)力構(gòu)件之間采用雙向正交密加筋板結(jié)構(gòu),可以綜合處理船體重量與強(qiáng)度、剛度、振動、工藝等諸種矛盾,較大幅度地減輕結(jié)構(gòu)重量。雙向正交密加筋板結(jié)構(gòu)形式與國內(nèi)外高速船舶規(guī)范中推薦的橫骨架式和

3、縱骨架式的加筋板結(jié)構(gòu)形式不同,對于雙向正交密加筋板的部分構(gòu)件尺寸,國內(nèi)高速船規(guī)范中沒有明確的規(guī)定,因此在設(shè)計中采用這種加筋板結(jié)構(gòu)形式時,需要根據(jù)設(shè)計者的經(jīng)驗(yàn)預(yù)選有關(guān)構(gòu)件,再采用有限元方法進(jìn)行強(qiáng)度校核,這給設(shè)計者帶來諸多不便。此外國內(nèi)外學(xué)者對密加筋板的極限強(qiáng)度研究的比較少,因此研究雙向正交密加筋板結(jié)構(gòu)的極限強(qiáng)度問題,具有重要的工程意義。
　　本文借助于有限元分析軟件ANSYS,基于正交異性板的理論,對系列的雙向正交密加筋板進(jìn)行了大量

4、的有限元非線性計算,并對計算結(jié)果進(jìn)行了分析,在正交異性板理論和有限元計算結(jié)果的基礎(chǔ)上,提出了兩種比較簡便、合理、精度較高的雙向正交密加筋板的極限強(qiáng)度預(yù)報計算公式。為實(shí)際工程中雙向正交密加筋板極限強(qiáng)度的預(yù)報提供了方便。本文在閱讀大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,了解了國內(nèi)外對雙向正交密加筋板極限強(qiáng)度的研究現(xiàn)狀,闡述了加筋板有限元非線性計算的相關(guān)理論,以及雙向正交密加筋板與正交異形板的相關(guān)理論,在對系列的雙向正交密加筋板進(jìn)行大量有限元非線性分析的基礎(chǔ)上,分