箱型梁艙段極限強(qiáng)度分析方法和試驗(yàn)技術(shù)研究.pdf

1、箱型梁艙段就是指在船舶強(qiáng)力甲板下設(shè)置縱向箱型梁的艙段型式。這種艙段型式相比于常規(guī)艙段型式，具有抗彎能力強(qiáng)，抗暴抗沖擊高等杰出優(yōu)點(diǎn)，受到世界各國船舶與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者的高度重視，成為近期研究的熱點(diǎn)。由于箱型梁艙段在縱向彎矩下的逐步從局部損壞到整體崩潰過程研究得不夠充分，所以需要進(jìn)行艙段模型的極限強(qiáng)度試驗(yàn)研究。考慮到艙段極限強(qiáng)度模型體積龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，試驗(yàn)結(jié)果需要考慮材料屈服、結(jié)構(gòu)失穩(wěn)等因素，試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷脑O(shè)計(jì)成為艙段極限強(qiáng)度試驗(yàn)的關(guān)鍵。
　　

2、本文首先介紹了分析艙段極限強(qiáng)度的幾種方法及其優(yōu)缺點(diǎn)，提出箱型梁等截面積設(shè)計(jì)方法，并應(yīng)用有限元軟件 ABAQUS對(duì)箱型梁艙段和常規(guī)艙段模型進(jìn)行極限強(qiáng)度數(shù)值分析。針對(duì)艙段極限強(qiáng)度試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮O(shè)計(jì)的難點(diǎn)，本文提出艙段模型應(yīng)力分布平緩度設(shè)計(jì)法，利用上述設(shè)計(jì)法得到了模型截面形狀和尺寸對(duì)過渡段長度的影響，結(jié)合有效試驗(yàn)段和模型一體化設(shè)計(jì)概念對(duì)箱型梁艙段極限強(qiáng)度試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦^渡段進(jìn)行設(shè)計(jì)，以整體要求、尺寸要求、局部強(qiáng)度和經(jīng)濟(jì)性要求四個(gè)方面為依據(jù)，進(jìn)行試驗(yàn)?zāi)Ｐ图?/p>

3、載段設(shè)計(jì)，得到箱型梁極限強(qiáng)度試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮O(shè)計(jì)方案。
　　主要工作及結(jié)論如下：
　　(1)對(duì)國內(nèi)外艙段極限強(qiáng)度分析方法和箱型梁艙段研究現(xiàn)狀進(jìn)行了歸納；
　　(2)開展了加載速率對(duì)準(zhǔn)靜態(tài)法極限彎矩分析結(jié)果的影響研究，通過對(duì)多個(gè)模型方案以及多個(gè)加載速率分析結(jié)果的對(duì)比分析獲得了提高準(zhǔn)靜態(tài)法計(jì)算效率的有效方法；
　　(3)對(duì)比分析了強(qiáng)力甲板下設(shè)置“T”型材和箱型梁的優(yōu)缺點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上提出了箱型梁艙段等截面積設(shè)計(jì)方法。利用此方法

4、設(shè)計(jì)得到了與常規(guī)艙段模型等截面積的箱型梁艙段模型；
　　(4)開展了箱型梁艙段和等截面積的常規(guī)艙段極限強(qiáng)度和破損后剩余強(qiáng)度對(duì)比研究，結(jié)果表明：對(duì)于完整計(jì)算模型，箱型梁艙段極限強(qiáng)度比常規(guī)艙段高6％；對(duì)于破損計(jì)算模型，箱型梁艙段剩余極限強(qiáng)度比常規(guī)艙段高18%。即箱型梁艙段能明顯提高船舶生命力；
　　(5)開展箱型梁艙段極限強(qiáng)度試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮O(shè)計(jì)方法研究。針對(duì)模型過渡段首次提出了艙段應(yīng)力分布平緩度設(shè)計(jì)法，并結(jié)合試驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵惑w化設(shè)計(jì)概念和加