復(fù)合材料新型水下耐壓殼及船舶結(jié)構(gòu)特性研究.pdf

1、復(fù)合材料是一種新型材料，由于較高的比強(qiáng)度、比剛度及優(yōu)越的可設(shè)計(jì)性，一直在航空航天領(lǐng)域扮演著重要的角色。近年來(lái)隨著復(fù)合材料制造技術(shù)的不斷創(chuàng)新，加之海洋結(jié)構(gòu)物發(fā)展的需要，工程上對(duì)復(fù)合材料海洋結(jié)構(gòu)物越來(lái)越重視。本文針對(duì)一種新型水下耐壓殼及船舶結(jié)構(gòu)研究了復(fù)合材料鋪層條件下的結(jié)構(gòu)特性。
　　首先基于理論分析及數(shù)值仿真計(jì)算，比較了新型水下耐壓殼—多平面柱殼相對(duì)于圓柱殼、環(huán)肋圓柱殼的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)其受到靜水壓力時(shí)的靜力特性，指出其應(yīng)力集中和軸向剛度

2、不足缺陷的原因，并針對(duì)性從結(jié)構(gòu)形式的角度提出加強(qiáng)方案，對(duì)比加強(qiáng)與不加強(qiáng)柱殼，發(fā)現(xiàn)多平面柱殼在改變結(jié)構(gòu)形式或者增加加強(qiáng)結(jié)構(gòu)之后其缺陷受到抑制優(yōu)點(diǎn)會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)。
　　然后利用復(fù)合材料的特殊性，設(shè)計(jì)并制造了復(fù)合材料的多平面柱殼并實(shí)施軸壓試驗(yàn)，對(duì)復(fù)合材料多平面柱殼的結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行了分析總結(jié)，發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料多平面柱殼仍然存在著尖點(diǎn)應(yīng)力集中等缺陷，其結(jié)構(gòu)失效與材料失效都是從平面交匯的尖點(diǎn)處開(kāi)始?；谟邢拊浖?duì)試驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行了仿真分析，仿真結(jié)果與試

3、驗(yàn)結(jié)果有較好的吻合。進(jìn)一步的，比較了不同材料鋪層多平面柱殼抗屈曲特性的影響。結(jié)果表明，使用正交纖維布鋪層時(shí)，鋪層角度選為0°多平面柱殼具有最優(yōu)的抗屈曲性能；殼體厚度對(duì)多平面柱殼抗屈曲性能影響最大，在殼體厚度不受限制時(shí)，使用具有較高抗彎剛度的泡沫夾芯材料都能使多平面柱殼的抗屈曲性能得到極大提高。
　　最后結(jié)合相關(guān)規(guī)范，考慮了復(fù)合材料船舶結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的計(jì)算方法，對(duì)一條大型復(fù)合材料雙體船進(jìn)行了總縱強(qiáng)度的計(jì)算，給出了載荷計(jì)算方法與邊界條件施加