槽型舱壁极限强度的数值分析.pdf

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1、第6卷第3期中国舰船研究V01．6No．3呈Q!!竺鱼旦垦坠i旦!!!!!坚竺坐!!釜坐P垦!!!!竖!!竺璺：垫!!doi：10．3969／j．issn．1673—3185．2011．03．006槽型舱壁极限强度的数值分析黄磊杨平武汉理工大学交通学院．湖北武汉430063摘要：通过采用ANSYS软件，在考虑几何和材料非线性的基础上，对系列槽型舱壁在线性静水压下的极限强度进行了有限元数值分析。讨论了不同槽型角度、板厚、边界约束形式及用钢量等对槽型舱壁极限承载力的影响。经过计算分析发现．槽型角度及板厚的增加均对槽体极限强度和单位用钢量有影响，但前者

2、的增加对槽体极限强度的提高更有效；舱壁约束对结构的极限承载力有较大影响；合理的边界条件能较大提高其结构承载能力。关键词：槽型舱壁：极限强度；数值计算中图分类号：U661．43文献标志码：A文章编号：1673—3185(2011)03—28一04NumericalAnalysisontheUltimateStrengthofCorrugatedBulkheadsHuangLeiYartg只昭SchoolofTransportation，WuhanUniversityofTechnology，Wuhan430063，ChinaAbstract：The

3、papercarriesoutFEManalysesontheultimatestrengthofcorrugatedbulkheadsunderlinearhydrostaticpressurebymeansofANSYSsoftware，takingintoaccountofgeometrynon-linearityandmaterialnon-linearity．Manyinfluencefactorswillaffecttheultimatestrengthofcorrugatedbulk—heads，includingcorrugate

4、angle，platethickness，boundaryconditionandsteelconsumption，adiscus—sionofdifferentvariablesoftheaboveinfluenceisgiven．Bythecomputationalanalyses，itshowsthatincreasingeithercorrugateangleorplatethicknesshaseffectonultimatestrengthofcorrugatedbulk—headsandunitconsumptionofsteel，

5、buttheformerisprovedtobemoreeffectiveontheincreaseoful—timatestrength，andbulkheadconditionaffectslargelyonultimatebeatingcapacity，anditalsoshowsthatthereasonableboundaryconditioncansignificantlyimprovestructurebearingcapacity．Keywords：corrugatedbulkheads；ultimatestrength；nume

6、ricalcalculation1引言槽型舱壁的抗弯及抗剪切能力比较优秀．且制作工序和成本相对较低廉，因此，这种舱壁被大量应用于船舶结构中，尤其是散货船和远洋油船。在船舶数量不断增加的同时。各种船舶事故也呈上升趋势。其中．由于船舶结构的强度或稳性问题所引起的海损就占整个事故的大部分。且调查结果表明．当外板破损或舱口损坏．引起海水进入一个舱室后．由于局部载荷突然大增。可能会导致横舱壁或纵舱壁的强度不足或失稳而发生破坏．最终导致船舶的稳性或总强度不足而发生海难事故。针对这一问题．近年来．已有多位学者已对其展开研究。已经进行过一系列的相关实验，包括多槽

7、及单槽在四边简支和横向载荷作用下的弯曲实验．并总结出了一些简单公式．丰富了槽型舱壁的理论研究工作。Paikr-]在总结前人理论的基础上．结合槽型舱壁模型实验．推导出了槽型舱壁在横向载荷和轴向载荷下的极限强度公式。我国对此也进行了一些相应的研究工作。纪汇涤⋯等人在Paik极限公式的基础之上．根据弹塑性理论导出收稿日期：2010—04—12作者简介：黄磊(1983一)，男，硕士研究生。研究方向：结构极限强度及稳定性。E-mail：huanglei3707@163．corn杨平(1955一)，男，教授，博士生导师。研究方向：船舶与海洋工程，结构物安全性

8、与可靠性。E-mail：pyang@whut．edu．ca第3期黄磊等：槽!舱壁极R强度的数值分析了同时考虑轴向压力与侧向均布载荷联合作