箱型梁艙段極限強度分析方法和試驗技術(shù)研究.pdf

1、箱型梁艙段就是指在船舶強力甲板下設(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，抗暴抗沖擊高等杰出優(yōu)點，受到世界各國船舶與結(jié)構(gòu)設(shè)計者的高度重視，成為近期研究的熱點。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，所以需要進行艙段模型的極限強度試驗研究?？紤]到艙段極限強度模型體積龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，試驗結(jié)果需要考慮材料屈服、結(jié)構(gòu)失穩(wěn)等因素，試驗?zāi)Ｐ偷脑O(shè)計成為艙段極限強度試驗的關(guān)鍵。
　　

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

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

4、設(shè)計得到了與常規(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)艙段極限強度和破損后剩余強度對比研究，結(jié)果表明：對于完整計算模型，箱型梁艙段極限強度比常規(guī)艙段高6％；對于破損計算模型，箱型梁艙段剩余極限強度比常規(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度試驗?zāi)Ｐ驮O(shè)計方法研究。針對模型過渡段首次提出了艙段應(yīng)力分布平緩度設(shè)計法，并結(jié)合試驗?zāi)Ｐ鸵惑w化設(shè)計概念和加