船舶骨材开槽孔孔边应力集中机理及工艺力学特性研究

船舶骨材开槽孔孔边应力集中机理及工艺力学特性研究我国虽然已经成为世界第一造船大国,但在科技水平和核心竞争力方面与造船强国还有不小的差距。这种大而不强的局面,对船舶行业的长远发展十分不利。因此,依据船厂

船舶骨材开槽孔孔边应力集中机理及工艺力学特性研究 我国虽然已经成为世界第一造船大国,但在科技水平和核心竞争力方面与造 船强国还有不小的差距。这种大而不强的局面,对船舶行业的长远发展十分不利。 因此,依据船厂在实际建造过程中所遇到的实际问题,开展深入、系统的研究 至关重要。传统的船舶骨材开槽孔区域结构复杂、数量多,所耗工时较大,需要新 工艺的提出及应用。 与此同时,随着船舶超大型化的发展趋势,骨材开槽孔区域的结构安全性也 越来越受到人们的重视。因此,开展船舶骨材开槽孔孔边应力集中机理及工艺力 学特性的研究,对于孔型优化及相关结构设计具有重要意义。 本文归纳整理了无限大开孔板孔边应力集中问题的理论求解方法,基于直接 计算方法对船体结构骨材开槽孔应力分布进行了分析,在此基础上,设计开展了 骨材开槽孔局部模型试验研究,分析了不同加强方案及不同开孔形式在压缩和弯 曲载荷作用下的孔边应力分布情况,并基于数值仿真软件ABAQUS进行了相关仿 真分析,讨论了不同扶强材设置方案以及新式开孔形式的安全性以及工艺性,针 对横剖面不同区域的受力特点,给出了骨材开槽孔布置建议。主要研究内容和结 论如下:(1)归纳整理了无限大板开圆孔和椭圆孔在单向拉伸、剪切以及弯曲载荷 下孔边应力分布的理论计算方法,给出了无限大板非圆孔的求解过程,利用 Maple软件建立了该问题的求解程序,并通过与文献计算结果比较验证本程序的 可靠性。 (2)以175,000DWT散货船为研究对象,利用ABAQUS有限元软件,根据《CCS 钢制海船入级规范》以及CCS《散货船结构直接计算分析指南》确定舱段模型、 载荷边界及典型工况,分析了散货船舱段结构在典型工况下横剖面不同位置的骨