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船底平板龍骨是船體結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件，沿船長方向應(yīng)保持連續(xù)貫通，一般不應(yīng)在其上開孔，測量船因其使用任務(wù)的特殊性，需在船體平板龍骨上開設(shè)大型開口群以安裝各種測深儀器，出于儀器性能上的要求和船體結(jié)構(gòu)強度分析上的考慮，我們選擇在#133-#142處開孔此處離振源較遠(yuǎn)，儀器所受干擾較小，同時此處處于船中Q4L以外，所受外力相對較小，但由于此處開口破壞了船體結(jié)構(gòu)的強度，所以需要對此處的結(jié)構(gòu)進行分析計算，為此我們與大學(xué)進行合作，利用有限元分析結(jié)合光彈試驗進行這方面的研究。
設(shè)計初期，我們提供了兩種開口群方案，經(jīng)過綜合計算比較，我們最終選定第2種方案，計算條件與光彈試驗相同，以便與光彈試驗結(jié)果比較按平面應(yīng)力計算左右兩側(cè)自由、前后兩端均勻拉伸，按1/10比例段爾寬1300408mm。取4種網(wǎng)格計算 (出于篇幅考慮，只給出第4種網(wǎng)格飛節(jié)點數(shù)單元數(shù)見表，網(wǎng)格計算結(jié)果列于表，其中應(yīng)力集中系數(shù)K為：由此可見，有限元計算結(jié)果與光彈試驗結(jié)果非常吻合，從而也說明了計算結(jié)果與試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性由計算結(jié)果可知，最大應(yīng)力集中系數(shù)為296，我們對第1種方案也做了相應(yīng)的計算，其最大應(yīng)力集中系數(shù)為31Q第2種方案要優(yōu)于第1種方案同時兩者也有共性，即大圓兩側(cè)和大方前右端角隅處應(yīng)力集中系數(shù)較大，因此如果采取補強措施，大方口只需補強角隅附近，大圓口需補強較大范圍。
計算區(qū)域選取#127-#15-#127為首樓前壁，施加位移約束，#155取為自由端，施加剪力和彎矩拍擊動載作用下的強度分析分兩部分進行：(1)按計算點處動彎矩進行整體分析，與靜載分析相同，(2)舷外動壓力作用下局部強度分析，在#127，#155兩端約束，計算結(jié)果與彎矩結(jié)果疊抓船體外部拍擊動載荷的計算依照《艦船船體規(guī)范》有關(guān)章節(jié)進低外載荷由總縱強度計算提供，包括計算段兩端剪力、彎矩，舷外分布水壓力以及自重和貨重船體所受載荷比較復(fù)雜，計算時須將外載荷等效地形成有限元載荷分布于各節(jié)點上，并近似滿足平斷面假同時對所形成的有限元載荷向后端，簡并校核總體平衡性計算時選取6種工況，并編設(shè)化號如下：甲板板，外板，肋板和龍骨腹板等用平面膜元，縱析、橫梁和肋骨等用梁元，龍骨面板、肋板面板等用桿元此計算重點是底部開口群區(qū)域，長首樓甲板作了簡化，所以采用平面加筋元計算根據(jù)第3強度理論，且考慮到應(yīng)力集中因素，須滿足規(guī)范中的許用應(yīng)力，K3為應(yīng)力集中系數(shù)由于此系數(shù)用于二維應(yīng)力狀態(tài)，必須加以修正，以便獲取與實船相近的受力狀態(tài)修正是依據(jù)無限平板開圓孔的解析進行的，取不小于1的系數(shù)。
專業(yè)從事機械產(chǎn)品設(shè)計│有限元分析│強度分析│結(jié)構(gòu)優(yōu)化│技術(shù)服務(wù)與解決方案
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