鋁合金船體結(jié)構(gòu)的極限強度數(shù)值與試驗研究.pdf

1、為滿足現(xiàn)代船舶對高速化和輕量化的要求，鋁合金以其優(yōu)良的比強度性能在船舶領域得到廣泛應用。但由于鋁合金的剛度較低，鋁合金船體的強度問題逐漸引起了人們的重視，特別是其在船體板架的穩(wěn)定性和極限承載能力方面的問題較為突出。目前，對鋼制加筋板結(jié)構(gòu)的研究較為成熟，但對擠壓成型的鋁合金帶筋板的研究卻很匱乏，因此有必要對鋁合金帶筋板的極限強度開展研究，從而提高其數(shù)值預報的準確性，并為船體結(jié)構(gòu)設計提供指導。
　　本文以某鋁合金三體船為研究背景，通過

2、有限元法和試驗法對切口式和懸掛式這兩種典型結(jié)構(gòu)形式的鋁合金帶筋板極限強度開展研究，論證數(shù)值方法的有效性，并且對箱型梁和船體極限強度進行研究，主要研究內(nèi)容如下:
　　1)開展了鋁合金帶筋板極限強度的非線性有限元分析技術(shù)的研究。結(jié)合鋁合金帶筋板的兩種常用結(jié)構(gòu)形式，采用非線性有限元法開展了多種影響因素下的鋁合金帶筋板極限強度的敏感性分析;
　　2)開展了鋁合金帶筋板的極限強度試驗研究。設計了相關的試驗裝置，制定了試驗測試方案，完成

3、了鋁合金帶筋板的極限強度試驗，獲得了兩種典型鋁合金帶筋板結(jié)構(gòu)在軸向受壓下的屈曲特性和極限強度，并與數(shù)值預報進行對比，驗證了非線性有限元分析方法的有效性;
　　3)基于非線性有限元法，開展了鋁合金箱型梁的極限彎矩分析研究。選取Vahid Farajkhah箱型梁模型，采用非線性有限元法計算其極限承載能力，并與文獻結(jié)果對比，進一步驗證了數(shù)值分析方法的有效性。在此基礎上，開展了殘余應力和HAZ材料軟化等對極限承載能力的影響。