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钢夹层板船体结构强度分析方法研究

作　者: 刘志慧
导　师: 冯国庆
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 船舶与海洋结构物设计制造
关键词: 钢夹层板等效数值模拟技术有限元模型化方法强度评估方法
分类号: U661.43
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 116次
引　用: 3次
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内容摘要

钢夹层板作为一种新型船用材料,越来越受到国内外有关研究人员的关注。目前,国内外还没有这样一个成熟的能对这种船体结构进行设计评估的准则。鉴于此,本文主要做以下几方面的研究:1.在考虑夹芯横向剪切变形基础上考虑表板的抗弯能力,即利用Hoff理论研究钢夹层板弯曲、屈曲性能,并将之与Reissener计算结果进行比较分析;2.研究钢夹层板的等效力学模型,利用不同的等效原则建立不同的等效模型,并将各模型在相同状况下的等效结果与Hoff解析解进行对比,分析不同模型的适用范围;3.研究钢夹层板结构的数值模拟技术,通过对经典层合板理论的修正,将有限元计算与经典计算相结合,实现钢夹层板的数值模拟;4.通过以上研究利用实体、壳体混合、壳单元对矩形钢夹层板、某油船双层底进行数值模拟,并将其结果进行比较分析,研究钢夹层板合理的有限元模型化方法;5.分析钢夹层板结构失效模式,确定钢夹层板材料船舶结构强度评估方法,并对一改装的SPS船舶和一设计的SPS油船结构进行屈服、屈曲强度评估。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-21
  1.1 课题研究的背景、目的和意义  10-13
    1.1.1 钢夹层板的应用背景  10-12
    1.1.2 课题研究的目的和意义  12-13
  1.2 课题的国内外研究现状  13-18
    1.2.1 夹层板结构研究现状  13-17
    1.2.2 夹层板等效方法研究现状  17-18
    1.2.3 钢夹层板SPS结构研究现状  18
  1.3 本文的主要工作  18-21
第2章钢夹层板弯曲、屈曲性能研究  21-41
  2.1 概述  21
  2.2 钢夹层板基本属性  21-22
  2.3 钢夹层板弯曲性能分析  22-30
    2.3.1 钢夹层板弯曲变形的位移  23-24
    2.3.2 钢夹层板弯曲变形的应力  24-28
    2.3.3 四边简支条件下矩形钢夹层板弯曲性能  28-30
  2.4 钢夹层板屈曲性能分析  30-36
    2.4.1 钢夹层板受压失稳的一般解法  30-33
    2.4.2 矩形钢夹层板临界屈曲载荷  33-36
  2.5 算例分析  36-37
  2.6 两种理论分析的对比研究  37-40
  2.7 本章小结  40-41
第3章钢夹层板的等效方法研究  41-56
  3.1 概述  41
  3.2 考虑剪切变形时的单层板应变-力矩关系  41-43
  3.3 基于Hoff理论的不等厚度等效法（等刚度法）  43-45
  3.4 基于Hoff理论的等厚度等效法  45-46
  3.5 艾凯厄尔[79]等效法  46-47
  3.6 等效板的工程算法  47-51
    3.6.1 等效板面内拉伸弹性模量Ex 、E y 的工程算法  47-48
    3.6.2 等效板剪切模量Gxy 、G yz 、G xz 的工程算法  48-50
    3.6.3 等效板弹性模量Ez 的工程算法  50-51
  3.7 算例分析  51-55
    3.7.1 各等效板弹性模量的计算  51-52
    3.7.2 各等效板等效效果分析  52-55
  3.8 本章小结  55-56
第4章钢夹层板壳单元数值模拟技术  56-82
  4.1 概述  56-57
  4.2 层合板与钢夹层板之间的联系  57-58
  4.3 钢夹层板壳单元数值模拟技术  58-67
    4.3.1 仅考虑抗弯刚度的理论研究  59-63
    4.3.2 对经典层合板理论的修正(仅考虑抗剪刚度的部分)  63-67
  4.4 算例分析  67-71
  4.5 几种数值模拟技术的比较分析  71-81
  4.6 本章小结  81-82
第5章钢夹层板的船体结构强度评估方法研究  82-98
  5.1 概述  82
  5.2 钢夹层板的失效模式分析  82-83
  5.3 钢夹层板的屈服强度评估标准  83-84
  5.4 钢夹层板的屈曲强度评估标准  84-87
    5.4.1 一般规定  84-85
    5.4.2 屈曲强度计算方法  85-87
  5.5 有限元分析过程  87-90
    5.5.1 钢夹层板的结构建模  87-88
    5.5.2 边界条件的施加  88
    5.5.3 钢夹层板计算工况和载荷  88-90
  5.6 算例分析一  90-94
  5.7 算例分析二  94-97
  5.8 本章小结  97-98
结论  98-100
参考文献  100-107
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  107-108
致谢  108-109
附录  109-111

钢夹层板船体结构强度分析方法研究

内容摘要

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