鋁合金三體船結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析.pdf

1、三體船是近年來新船型領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，因其獨(dú)特的構(gòu)造和優(yōu)良的性能，使其在軍、民用方面具有廣闊的應(yīng)用前景。為滿足三體船對(duì)輕量化和高性能的要求，三體船的材料可選用鋁合金，這就對(duì)船體強(qiáng)度提出了更高的要求。鋁合金應(yīng)用于三體船會(huì)導(dǎo)致三體船的強(qiáng)度儲(chǔ)備進(jìn)一步降低，當(dāng)在高海況或高航速航行時(shí)，結(jié)構(gòu)更容易發(fā)生破壞。另外，由于三體船特殊的結(jié)構(gòu)外形導(dǎo)致所受的水動(dòng)壓力較普通船復(fù)雜，波浪力和慣性力作用于船體產(chǎn)生了頻繁的交變應(yīng)力，在船體結(jié)構(gòu)某些部位（如連接橋）存在應(yīng)力

2、集中，再加上鋁合金材料的疲勞強(qiáng)度較弱，這就導(dǎo)致了鋁合金三體船的疲勞問題較普通鋼制單體船要更嚴(yán)重。所以，對(duì)鋁合金三體船進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度的評(píng)估具有重要意義。本文將針對(duì)鋁合金三體船的載荷和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，探討適合鋁合金三體船的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度評(píng)估方法，主要研究內(nèi)容包括：
　　1）研究分析鋁合金三體船結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)估的簡化方法?？偨Y(jié)英國勞氏三體船規(guī)范中有關(guān)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)估的相關(guān)內(nèi)容，內(nèi)容主要有適用于三體船載荷的規(guī)范簡化計(jì)算，三體船的總強(qiáng)度和連接

3、橋強(qiáng)度校核原理及公式，并對(duì)總強(qiáng)度和連接橋強(qiáng)度的校核結(jié)果進(jìn)行了分析。
　　2）研究分析鋁合金三體船結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)估的直接計(jì)算法。首先，采用設(shè)計(jì)波法和波浪載荷計(jì)算軟件WALCS計(jì)算設(shè)計(jì)載荷。然后，通過有限元軟件MSC.Patran@Nastran對(duì)鋁合金三體船進(jìn)行建模和有限元結(jié)構(gòu)響應(yīng)計(jì)算。最后，參考勞氏三體船規(guī)范研究了適用于鋁合金材料的的三體船強(qiáng)度評(píng)估衡準(zhǔn)，并校核了鋁合金三體船的屈服和屈曲強(qiáng)度，分析鋁合金三體船結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較弱的部位，給出在結(jié)

4、構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需著重考慮的危險(xiǎn)位置。
　　3）研究分析鋁合金三體船疲勞強(qiáng)度評(píng)估的簡化方法。內(nèi)容主要包括：根據(jù)強(qiáng)度評(píng)估結(jié)果和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)確定疲勞評(píng)估部位；選取適用于三體船的疲勞載荷計(jì)算方法和載荷施加方式；通過有限元法計(jì)算熱點(diǎn)應(yīng)力，修正后得到設(shè)計(jì)應(yīng)力范圍；根據(jù)鋁合金焊接試件的疲勞試驗(yàn)結(jié)果，確定鋁合金材料的S-N曲線；根據(jù)規(guī)范的計(jì)算公式計(jì)算疲勞累積損傷度。最終，對(duì)鋁合金三體船的疲勞強(qiáng)度做出評(píng)估并對(duì)疲勞評(píng)估結(jié)果進(jìn)行了分析。
　　4）研究分析鋁