加筋板極限強(qiáng)度的簡化算法.pdf

1、船體構(gòu)件的縱向強(qiáng)度極為重要，而加筋板為船舶結(jié)構(gòu)中最為主要的一種結(jié)構(gòu)形式，對其在軸向壓力作用下的極限強(qiáng)度的研究有重要意義。對此，學(xué)者們通過理論分析、實(shí)驗(yàn)、及有限元數(shù)值計(jì)算等多種方法對加筋板了大量的分析和研究。
　　 本文借助于強(qiáng)有力的有限元工具Ansys，對加筋板在軸向力作用下的非線性計(jì)算，得出加筋板的極限承載力。進(jìn)行了大量數(shù)值計(jì)算，并把數(shù)值計(jì)算結(jié)果與Smith及Tanaka的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比和驗(yàn)證。結(jié)合基礎(chǔ)的理論，研究加強(qiáng)筋的

2、柔度、板的柔度以及軸向力對加筋板極限強(qiáng)度的影響，并基于有限元分析結(jié)果，提出了加筋板極限強(qiáng)度的預(yù)報公式。本文公式與大量有限元計(jì)算及實(shí)驗(yàn)對比結(jié)果表明，所提出的公式具有較高的精度，為船舶結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算提供了很大的便利。
　　 此外，設(shè)計(jì)出加筋板極限強(qiáng)度的簡化算法，把非線性模型計(jì)算出的結(jié)構(gòu)的極限外力施加于相同幾何尺寸、邊界條件及初始變形的加筋板線性模型中，進(jìn)行線性計(jì)算，得出所有單元的平均von Mises應(yīng)力，計(jì)為σf。以σf與屈服應(yīng)

3、力σy的比值為目標(biāo)函數(shù)，以板的柔度、筋的柔度為變量，通過對多組模型的計(jì)算，最后得出能應(yīng)用于實(shí)際設(shè)計(jì)和計(jì)算的回歸公式，使復(fù)雜的非線性計(jì)算簡化為：先計(jì)算線性應(yīng)力，然后通過回歸公式算得其對應(yīng)的非線性失效應(yīng)力，以望減輕工程實(shí)際中的計(jì)算量和縮短計(jì)算時間并得知極限狀態(tài)下的應(yīng)力分布情況。本文主要的研究內(nèi)容包括如下幾個方面：
　　 (1)對光板進(jìn)行計(jì)算，并與理論值和各經(jīng)驗(yàn)公式相比較，討論和分析計(jì)算的可行性和準(zhǔn)確性，預(yù)先分析影響因素。
　　

4、 (2)對一系列的船體常用加筋板進(jìn)行非線性有限元分析，計(jì)算每種模型的屈曲極限和屈服極限，討論板的柔度和加強(qiáng)筋的柔度對板極限強(qiáng)度的影響，歸結(jié)出加筋板極限強(qiáng)度的預(yù)報公式。
　　 (3)對一組加筋板進(jìn)行分別進(jìn)行線性分析和非線性有限元分析，把非線性分析所得的結(jié)構(gòu)的極限外力施加于相同幾何尺寸、邊界條件及初始變形的加筋板線性模型中，進(jìn)行線性計(jì)算，得出所有單元的平均von Mises應(yīng)力σf。
　　 (4)以σf與屈服應(yīng)力σy的比值