在用S-N曲线法分析
铝船结构的疲劳强度时,焊趾处热点应力计算结果的大小和精确度直接影响着结构疲劳强度和疲劳寿命的估算,保证焊趾处热点应力的计算精度非常重要。 热点应力可以通过有限元分析得到,分析结果的精度受以下几个因素的影响很大:结构简化方式,单元类型,热点处的网格细化方式,和不同的有限元程序选择。因此,选择何种有限元程序,如何简化结构,采用哪种单元类型和网格细化方式进行分析,保证热点应力的精度己成为一个重要的研究方向。
通过对一个货船货舱的舱口角隅结构,简化了三种几何模型,运用两种有限元软件,对每种几何模型分别采用四种不同的单元类型和两种不同的网格细化方式,建立了11个有限元模型来分析焊趾处的热点应力。并将计算结果与实验结果比较,考查了各个因素的影响,找到了一种较佳的模型简化方式以及相应的单元类型和网格划分形式,来计算
铝船局部结构焊趾处热点应力,为铝船设计和工程人员提供了参考。
结构屈曲是
铝船结构的一种重要失效模式,尤其是当砰击发生时,更值得特别关注。计及砰击时,铝船结构的屈曲一般出现在两种情况下,一是直接承受砰击压力的局部结构(如板、支骨)发生的屈曲,一是船体梁颤振时在总应力作用下有些结构(如甲板板,纵骨)可能发生的屈曲。 目前,铝船结构的屈曲分析一般都是假设载荷是静态的,然而,作用于铝船结构的载荷绝大部分是动态的,因而按动力屈曲讨论铝船结构的稳定性能更为合理。
静力屈曲仅取决于作用力的大小,而动力屈曲不仅与作用力的大小有关,还与作用力的变化频率、持续时间以及结构的初始缺陷等因素有关。首先根据梁和薄板的动力屈曲基本方程,
铝船分别采用摄动方法和Galerkin方法求解了梁和板在直接承受流固冲击压力作用下的弹性动力屈曲问题,并编制了相应的计算程序,进行了数值计算。在已有文献的基础上,本文提出了一种简化方法对梁的弹塑性动力屈曲问题进行了求解,计算表明该方法简单、实用。
在以上动力屈曲分析中,应用的是B-R准则,即计算不同的载荷峰值对应的最大位移响应,绘制相应的特征曲线,从而确定出动力屈曲载荷。另外,本文还分析了载荷持续时间和初始几何缺陷的变化对动力屈曲载荷的影响,得到了一些工程实用的结论。