鋁合金三體船結(jié)構(gòu)強度分析.pdf

1、三體船是近年來新船型領(lǐng)域的研究熱點，因其獨特的構(gòu)造和優(yōu)良的性能，使其在軍、民用方面具有廣闊的應(yīng)用前景。為滿足三體船對輕量化和高性能的要求，三體船的材料可選用鋁合金，這就對船體強度提出了更高的要求。鋁合金應(yīng)用于三體船會導(dǎo)致三體船的強度儲備進一步降低，當(dāng)在高海況或高航速航行時，結(jié)構(gòu)更容易發(fā)生破壞。另外，由于三體船特殊的結(jié)構(gòu)外形導(dǎo)致所受的水動壓力較普通船復(fù)雜，波浪力和慣性力作用于船體產(chǎn)生了頻繁的交變應(yīng)力，在船體結(jié)構(gòu)某些部位（如連接橋）存在應(yīng)力

2、集中，再加上鋁合金材料的疲勞強度較弱，這就導(dǎo)致了鋁合金三體船的疲勞問題較普通鋼制單體船要更嚴重。所以，對鋁合金三體船進行結(jié)構(gòu)強度和疲勞強度的評估具有重要意義。本文將針對鋁合金三體船的載荷和結(jié)構(gòu)特點，探討適合鋁合金三體船的結(jié)構(gòu)強度和疲勞強度評估方法，主要研究內(nèi)容包括：
　　1）研究分析鋁合金三體船結(jié)構(gòu)強度評估的簡化方法?？偨Y(jié)英國勞氏三體船規(guī)范中有關(guān)結(jié)構(gòu)強度評估的相關(guān)內(nèi)容，內(nèi)容主要有適用于三體船載荷的規(guī)范簡化計算，三體船的總強度和連接

3、橋強度校核原理及公式，并對總強度和連接橋強度的校核結(jié)果進行了分析。
　　2）研究分析鋁合金三體船結(jié)構(gòu)強度評估的直接計算法。首先，采用設(shè)計波法和波浪載荷計算軟件WALCS計算設(shè)計載荷。然后，通過有限元軟件MSC.Patran@Nastran對鋁合金三體船進行建模和有限元結(jié)構(gòu)響應(yīng)計算。最后，參考勞氏三體船規(guī)范研究了適用于鋁合金材料的的三體船強度評估衡準，并校核了鋁合金三體船的屈服和屈曲強度，分析鋁合金三體船結(jié)構(gòu)強度較弱的部位，給出在結(jié)

4、構(gòu)設(shè)計時需著重考慮的危險位置。
　　3）研究分析鋁合金三體船疲勞強度評估的簡化方法。內(nèi)容主要包括：根據(jù)強度評估結(jié)果和結(jié)構(gòu)特點確定疲勞評估部位；選取適用于三體船的疲勞載荷計算方法和載荷施加方式；通過有限元法計算熱點應(yīng)力，修正后得到設(shè)計應(yīng)力范圍；根據(jù)鋁合金焊接試件的疲勞試驗結(jié)果，確定鋁合金材料的S-N曲線；根據(jù)規(guī)范的計算公式計算疲勞累積損傷度。最終，對鋁合金三體船的疲勞強度做出評估并對疲勞評估結(jié)果進行了分析。
　　4）研究分析鋁