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1、第37卷第7期2015年7月艦船科學(xué)技術(shù)SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．37，No．7Jul．，2015考慮肋骨偏心的環(huán)肋圓柱殼彈性穩(wěn)定性研究邱昌賢，萬正權(quán)(中國船舶科學(xué)研究中心，江蘇無錫214082)摘要：采用2種滿足簡支邊界條件的形函數(shù)，基于Ritz法建立環(huán)肋圓柱殼結(jié)構(gòu)在靜水外壓下彈性失穩(wěn)壓力的直接計(jì)算方法，能區(qū)分肋骨的內(nèi)外布置方式，且含有肋骨抗壓剛度項(xiàng)，可推廣至帶有大肋骨的圓柱殼結(jié)構(gòu)，或退化為無肋骨圓柱殼。分析表明，理論方法解和有限元結(jié)果較為一致，形式簡單的3系數(shù)形函數(shù)具有較好的計(jì)算精度，內(nèi)環(huán)肋圓柱殼的總體彈
2、性穩(wěn)定性比外環(huán)肋優(yōu)越，大肋骨內(nèi)置比外置更容易達(dá)到臨界剛度，內(nèi)、外肋骨圓柱殼的彈性局部失穩(wěn)壓力基本相當(dāng)，忽略肋骨壓縮應(yīng)變能可使彈性總體失穩(wěn)壓力有所降低。關(guān)鍵詞：環(huán)肋圓柱殼；彈性穩(wěn)定性；肋骨偏心；能量法中圖分類號：U674．76文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672—7649(2015)07—0014—06doi：10．3404／j．issn．1672—7649．2015．07．004Elasticstabilityresearchofring-stiffenedcylindricalshellwithribeccentricityQIUChang
3、—xian，WANZheng-quan(ChinaShipScientificResearchCenter，Wuxi214082，China)Abstract：BasedonRitzprincipleand2shapefunctions，adirectmethodhasbeenbuiltforcalculatingthecriticalelasticbucklingofring—stiffenedcylindricalshellunderexternalhydrostaticpressure．Itcouldtaketheringrib’S
4、radialeccentricityandcompressiveenergyintoaccountinbucklinganalysis，andbeexpandedforthecalculatingofcylindricalhullstrengthenedbyheavyriborwithoutribs．TheoreticalsolutionagreewithFEMresultsprettywellandthesimplerfunctionwith3parametershasgoodprecision．Calculationshowedtha
5、tcylindricalshellwithinternalribswouldhavetheadvantageoverexternallyribbedonesingeneralelasticstability，andcriticalbucklingstiffnessofinternalheavyribisbetterthanexternalones．However，theirlocalstabilityisalmostthesame．Thegeneralbucklingpressurecouldbereducedasaresultofthe
6、omissionofribs’compression．Keywords：ring—stiffenedcylindricalshell；elasticstability，ribeccentricity；Rayleigh—Ritz0引言環(huán)肋圓柱殼結(jié)構(gòu)在外部靜水壓力下的穩(wěn)定性問題一直得到國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注，鑒于精確求解工作的難度和復(fù)雜性，工程上一般先求得彈性失穩(wěn)壓力，再對初始缺陷、幾何非線性和材料塑性等影響因素進(jìn)行半經(jīng)驗(yàn)性修正¨。o。但即使是理論模型較為簡化的彈性穩(wěn)定性，求解也很復(fù)雜，現(xiàn)有計(jì)算方法主要為基于能量原理的Rayleigh．Rit
7、z法，用較容易求解的代數(shù)方程組代替微分方程，目前的規(guī)范公式是在此基礎(chǔ)上略去能量式中的次要項(xiàng)，并進(jìn)行簡化而來?，F(xiàn)行規(guī)范不考慮環(huán)肋形心偏離圓柱殼中曲面的影響，彈性總體穩(wěn)定性公式對內(nèi)、外肋骨給出相同的計(jì)算結(jié)果口1。對于帶特大肋骨的艙段總體穩(wěn)定性，由于理論基礎(chǔ)相同，雖然大肋骨截面偏心距大得多，計(jì)算時(shí)也僅考慮了其計(jì)及帶板的中和軸半徑。對于通常被忽略的肋骨壓縮應(yīng)變能，戴自昶"1導(dǎo)出了含肋骨抗壓剛度項(xiàng)的環(huán)肋圓柱殼彈性總體穩(wěn)定性方程，將肋骨面積平均分配到殼板上，以考慮肋骨收稿日期：2014—09一ll；修回日期：2014一11—13作者簡介：邱昌賢(19
8、81一)，男，高級工程師，研究方向?yàn)樗鹿こ探Y(jié)構(gòu)理論與試驗(yàn)。第7期邱昌賢，等：考慮肋骨偏心的環(huán)肋圓柱殼彈性穩(wěn)定性研究．15．抗壓剛度對臨界壓力的貢獻(xiàn)，認(rèn)為當(dāng)總體失穩(wěn)的周向整波數(shù)n≤5或ma．>
