資源描述：
《肋骨布置方式對(duì)圓柱殼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、第14卷第10期2010年10月船舶力學(xué)JoumalofShipMechanicsV01．14No．10Oct．2010文章編號(hào)：1007—7294(20lO)10一1134—09肋骨布置方式對(duì)圓柱殼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響王永軍，萬正權(quán)，舒蕾(中國(guó)船舶科學(xué)研究中心，江蘇無錫214082)摘要：環(huán)形肋骨加強(qiáng)的圓柱殼結(jié)構(gòu)是潛艇艙段結(jié)構(gòu)的主體。文章將圓柱形殼板簡(jiǎn)化為軸對(duì)稱的二節(jié)點(diǎn)單元，將肋骨簡(jiǎn)化為一節(jié)點(diǎn)單元，利用彈性殼體理論分別建立這兩類單元的剛度陣與載荷陣，建立了求解靜水壓力下環(huán)肋圓柱殼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的解析單元法(AEM)。利用該方法對(duì)采用內(nèi)、外兩種不同的加強(qiáng)方式進(jìn)行了對(duì)比分析。研究表明，肋骨布置方式對(duì)
2、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度具有較大的影響。文中建立的AEM法也可以推廣到各種軸對(duì)稱壓力作用下的肋骨加強(qiáng)回轉(zhuǎn)殼強(qiáng)度分析。關(guān)鍵詞：圓柱殼；強(qiáng)度；肋骨；解析單元法；有限單元法中圖分類號(hào)：U662文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：AEf!fectofrib’s10cationt0thestrengthOfcylindricalsheU肼^ByD，剝H％肼Ⅳ砒，妒g刪z，陰U￡ei(chinaShipScientificRe眈arichCenter，Wuxi214082，China)Abstract：CvlindricalshellstifknedbvribsistllemainstrIJctureofsubmarine．Anewme
3、thodAEM(Ana-lyticEIementMethod)is西veninthispapertoanalyzethisstructure．Basedoncylindricalshelltheory，rigidmat血andloadingmatrixofcylindicalsheUandribarecontnlcted．The陀sultsobtainedbyAEMareingoodagreementwithFEM’resultstoamodelhavingouterribsorinnerribs．Itisproved￡hatt}Ieloca—tionofribsshouldbecon
4、sideredforsti矗'enedcylindricalsheUsunderextemalpres8ure．AEMcouldbeex-tendedtothestrengthanalysisofstifbned—rotate—shellstructureunderaxial—symmenypressure．Keywords：cylindricalshell；stren昏h；rib；AEM；FEM1引言潛艇的艙段通常由十?dāng)?shù)條間距相同的肋骨加強(qiáng)的圓柱殼或圓錐殼組成，這些加強(qiáng)肋骨可以大幅提高圓柱(錐)形艙段結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)壓力，但它同時(shí)也破壞了殼體結(jié)構(gòu)的無矩狀態(tài)，因而在肋骨根部殼板處造成較大的應(yīng)
5、力集中。加強(qiáng)肋骨一般采用T形型材或球扁鋼型材，通過焊接與殼體相連，布置方式通常有內(nèi)置與外置兩種方式。由于加強(qiáng)肋骨剖面基本對(duì)稱，且垂直于被加強(qiáng)殼體的軸線，因此環(huán)形肋骨一般都處于面內(nèi)受力狀態(tài)，且以周(環(huán))向應(yīng)力為主。在過去的研究中【ll，常將環(huán)形肋骨簡(jiǎn)化為位移彈性支座，忽略由于肋骨布置方式不同而造成的偏心影響。但隨著加強(qiáng)肋骨尺度的增大，特別是特大肋骨的使用，這種簡(jiǎn)化將造成較大誤差。艙壁等強(qiáng)結(jié)構(gòu)附近的加強(qiáng)肋骨還表現(xiàn)出一定的扭轉(zhuǎn)彈性支撐作用。為了對(duì)肋骨根部殼板處的應(yīng)力集中做出準(zhǔn)確分析，本文將殼板作為具有徑向位移與轉(zhuǎn)角的二節(jié)點(diǎn)單元，將肋骨作為具有徑向位移與轉(zhuǎn)角兩個(gè)自由度的一節(jié)點(diǎn)單元，利用解析單元
6、法(AnalyticEle一收稿日期：2010—08—05作者簡(jiǎn)介：王永軍(1973一)，男，中國(guó)船舶科學(xué)研究中心高級(jí)工程師。第10期王永軍等：肋骨布置方式對(duì)圓柱殼結(jié)構(gòu)?1135mentMetllod，AEM)分析肋骨布置方式對(duì)環(huán)肋圓柱殼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響。由于文獻(xiàn)【2】中已提供了的圓柱(錐)殼單元?jiǎng)偠汝嚺c荷陣的詳細(xì)推導(dǎo)過程，本文這里僅給出一節(jié)點(diǎn)肋骨單元?jiǎng)偠汝嚨耐茖?dǎo)過程。2基本假設(shè)與肋骨單元坐標(biāo)系2．1基本假設(shè)(1)小撓度假設(shè)，肋骨腹板邊緣處面內(nèi)載荷與邊緣彎矩相互獨(dú)立作用。(2)假設(shè)肋骨面板寬度較小，面板對(duì)腹板的位移支撐可以簡(jiǎn)化彈性圓環(huán)。(3)假設(shè)肋骨面板寬度較小，面板對(duì)腹板的扭轉(zhuǎn)支撐簡(jiǎn)化
7、為彈性扭桿。2．2肋骨單元坐標(biāo)系對(duì)于肋骨外置加強(qiáng)方式，肋骨單元坐標(biāo)系見圖1。腹板在A點(diǎn)與殼板相連，在B點(diǎn)與面板相連，見圖l。R為主殼板中面半徑，R。為腹板根部到殼體中心距離，R。為腹板頂部到殼體中心距離，A。．為面板面積。p、M為連接節(jié)點(diǎn)的剪力與彎矩，u、u為連接節(jié)點(diǎn)的徑向位移與轉(zhuǎn)角。對(duì)于肋骨內(nèi)置加強(qiáng)方式，見圖2，腹板在召點(diǎn)與主殼板相連，在A點(diǎn)與面板相連，其它同外置肋骨。3面板對(duì)腹板的支撐作用圖1肋骨外置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖與單元坐標(biāo)系Fig．1111es
