SPS復(fù)合鋼板屈曲分析及其優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、SPS復(fù)合鋼板具有機械強度高、重量輕、結(jié)構(gòu)形式簡單、抗疲勞和抗銹蝕能力強等一系列的優(yōu)點,所以在船舶的建造、維修方面具有很高的優(yōu)越性和應(yīng)用潛力。本文對SPS復(fù)合鋼板的穩(wěn)定性進行了研究和優(yōu)化設(shè)計。
　　首先應(yīng)用復(fù)合材料層合板的等效理論求解思想,從剛度等效、強度等效和能量等效三個方面對SPS復(fù)合鋼板的等效理論進行研究,根據(jù)等效的兩方面目的,即簡化計算或等效替換,分別給出等效參數(shù)或等效板的尺寸。由于每一種理論方法都有其自身的適用范圍,對每

2、一種理論進行探討。由此可根據(jù)不同工況選取不同的等效理論進行應(yīng)用,并根據(jù)應(yīng)用目的不同,對每種等效理論進行簡化計算和等效替換兩方面的說明;
　　其次利用ANSYS有限元軟件,對三種帶有不同形狀的加筋壁板的SPS復(fù)合鋼板進行穩(wěn)定性分析,同時本文對加筋壁板的數(shù)量、腹板高度、腹板厚度、翼緣寬度、翼緣厚度對SPS加筋板的屈曲性能的影響程度進行研究。
　　再次為更好的進行SPS復(fù)合鋼板穩(wěn)定性研究,本文建立了可以模擬表層鋼板與芯子層脫粘的實

3、體模型,對SPS復(fù)合鋼板的局部特性進行研究。為驗證該模型的應(yīng)用效果,應(yīng)用該模型進行了面內(nèi)壓縮仿真計算和脫粘仿真計算,并與已有的單臂梁實驗(SLB)和雙懸臂梁實驗(DCB)進行了對比分析;
　　最后針對不同工況給出了SPS復(fù)合鋼板的主要失效模式。在SPS復(fù)合鋼板替換傳統(tǒng)船用鋼板的設(shè)計中,根據(jù)不同的工況和設(shè)計要求,選取不同的失效模式,以不出現(xiàn)所選取的失效模式且滿足剛度要求作為約束條件,應(yīng)用序列二次規(guī)劃法(SQP)對SPS復(fù)合鋼板的幾何