復合材料新型水下耐壓殼及船舶結(jié)構(gòu)特性研究.pdf

1、復合材料是一種新型材料，由于較高的比強度、比剛度及優(yōu)越的可設計性，一直在航空航天領域扮演著重要的角色。近年來隨著復合材料制造技術的不斷創(chuàng)新，加之海洋結(jié)構(gòu)物發(fā)展的需要，工程上對復合材料海洋結(jié)構(gòu)物越來越重視。本文針對一種新型水下耐壓殼及船舶結(jié)構(gòu)研究了復合材料鋪層條件下的結(jié)構(gòu)特性。
　　首先基于理論分析及數(shù)值仿真計算，比較了新型水下耐壓殼—多平面柱殼相對于圓柱殼、環(huán)肋圓柱殼的優(yōu)勢。根據(jù)其受到靜水壓力時的靜力特性，指出其應力集中和軸向剛度

2、不足缺陷的原因，并針對性從結(jié)構(gòu)形式的角度提出加強方案，對比加強與不加強柱殼，發(fā)現(xiàn)多平面柱殼在改變結(jié)構(gòu)形式或者增加加強結(jié)構(gòu)之后其缺陷受到抑制優(yōu)點會進一步加強。
　　然后利用復合材料的特殊性，設計并制造了復合材料的多平面柱殼并實施軸壓試驗，對復合材料多平面柱殼的結(jié)構(gòu)特性進行了分析總結(jié)，發(fā)現(xiàn)復合材料多平面柱殼仍然存在著尖點應力集中等缺陷，其結(jié)構(gòu)失效與材料失效都是從平面交匯的尖點處開始?；谟邢拊浖υ囼炦^程進行了仿真分析，仿真結(jié)果與試

3、驗結(jié)果有較好的吻合。進一步的，比較了不同材料鋪層多平面柱殼抗屈曲特性的影響。結(jié)果表明，使用正交纖維布鋪層時，鋪層角度選為0°多平面柱殼具有最優(yōu)的抗屈曲性能；殼體厚度對多平面柱殼抗屈曲性能影響最大，在殼體厚度不受限制時，使用具有較高抗彎剛度的泡沫夾芯材料都能使多平面柱殼的抗屈曲性能得到極大提高。
　　最后結(jié)合相關規(guī)范，考慮了復合材料船舶結(jié)構(gòu)強度的計算方法，對一條大型復合材料雙體船進行了總縱強度的計算，給出了載荷計算方法與邊界條件施加