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砰擊載荷作用下船首局部結(jié)構(gòu)動響應(yīng)分析畢業(yè)設(shè)計(已改無錯字)

2022-07-24 18:56:39 本頁面
  

【正文】 在給定三角脈沖荷載下的動力響應(yīng)僅與比值有關(guān),即僅與荷載沖擊的時間及結(jié)構(gòu)的固有周期有關(guān)。因此,很容易畫出動力放大系數(shù)與之間的關(guān)系曲線(如圖420)。圖420 位移響應(yīng)譜當(dāng)?shù)扔诓ɡ伺閾糁芷?,?,=,=,由圖420得最大位移(m):。由ANSYS軟件計算得此時最大應(yīng)力(MPa):,大于板材的許用應(yīng)力=142MPa,所以板不滿足設(shè)計要求。當(dāng)=,≈,板的最大位移(m):,最大應(yīng)力(MPa):,接近靜力時板的最大位移和最大應(yīng)力,砰擊荷載可作為于靜力處理。⑵板架板架四邊剛性固定,施加三角脈沖,其周期與板的固有頻率周期相同即=1,最大壓力P0=,對板架進行瞬態(tài)分析。板架的最大位移處位于板中點靠下(或靠上)一些,板的最大應(yīng)力處位于短邊的中點。圖421為板架的最大位移處隨時間變化的情況。圖422為板架的最大應(yīng)力處隨時間變化的情況。圖421 板架隨時間變化的最大位移情況圖422 板架隨時間變化的最大應(yīng)力情況。當(dāng)不斷變化時,板的最大位移、最大應(yīng)力及動力放大系數(shù)情況如表48。表48 三角脈沖荷載作用下板架的動力放大系數(shù)最大位移(m)板上最大應(yīng)力(MPa)由表48可得動力放大系數(shù)與之間的關(guān)系曲線(如圖423)。圖423 位移響應(yīng)譜當(dāng)?shù)扔诓ɡ伺閾糁芷冢?,=,=,由圖423得最大位移(m):。由ANSYS軟件計算得此時最大應(yīng)力(MPa):,小于板材的許用應(yīng)力=142MPa,所以板架滿足設(shè)計要求。由上可知,板架的最大位移和最大應(yīng)力接近于靜力時板架的最大位移和最大應(yīng)力,砰擊荷載可作為于靜力處理。 兩種板的對比 1.由表43和表44可知,在相同的靜力荷載和板材下,平面板的最大位移和最大應(yīng)力遠大于板架的最大位移和最大應(yīng)力,由表47和表48可知,在相同的三角脈沖荷載和板材下,平面板的最大位移和最大應(yīng)力遠大于板架的最大位移和最大應(yīng)力,所以,板架結(jié)構(gòu)比板結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定。當(dāng)=30176。,即P=,假設(shè)波浪為三角脈沖荷載,Po=P=,當(dāng)?shù)扔诓ɡ伺閾糁芷?,?,大于板材的許用應(yīng)力=142MPa所以,此時板結(jié)構(gòu)不符合設(shè)計要求;相同條件下,小于板材的許用應(yīng)力=142MPa。所以,板架符合設(shè)計要求。2.由圖420可知,在三角脈沖荷載下,板的動力放大系數(shù)在=。圖423可知,在三角脈沖荷載下,板架得動力放大系數(shù)在=。隨著越來越大,板和板架的最大位移和最大應(yīng)力接近于靜力時板和板架的最大位移和最大應(yīng)力,所以此時三角脈沖荷載可作為靜力處理。 小結(jié)本章主要運用ANSYS有限元分析對板進行分析和校核,在其設(shè)計的載荷下其板架強度是足夠的。但是由于理論的欠缺還有許多載荷沒有具體的考慮,如ANSYS計算時附連水的影響。 第五章 結(jié) 論本文對板的動響應(yīng)進行了淺顯的研究。主要應(yīng)用ANSYS分析軟件對板所受的波浪砰擊載荷進行分析,得到板和板架的應(yīng)力、應(yīng)變和位移響應(yīng)譜,并對其強度按照中國船級社《規(guī)范》進行校核,得到結(jié)論如下:⑴對于船艏板來說,所受力主要是波浪砰擊荷載。⑵板架結(jié)構(gòu)比板結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定。⑶對無阻尼結(jié)構(gòu)來說,在給定砰擊荷載作用下的動力響應(yīng)僅與比值有關(guān),即僅與荷載沖擊的時間及結(jié)構(gòu)的固有周期有關(guān)。⑷結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的固有頻率和荷載干擾頻率相差很大,則激起的結(jié)構(gòu)的振動將會十分緩慢,其引起的慣性力可以忽略不計。此時該動力載荷的作用與靜力載荷的作用并沒有顯著差別,可以作為靜力處理。⑸對于船艏板的研究將對于船舶的設(shè)計具有很重要的意義,為船舶的安全作出了保證。由于理論知識的限制,對于板和板架所受的一部分力進行了省略,同時對于應(yīng)力應(yīng)變也只是做了簡單的分析,所以本文所做的研究是簡單的,粗糙的,需要以后進一步完善和繼續(xù)而深入的研究參考文獻[1]彭挺適.軍用快艇設(shè)計基礎(chǔ)知識[M].北京:國防工業(yè)出版社,1992.[2]VonKarman impact on seaplane floats during TN321,.[3]Wagner H Uber stossund gleitvorgange und der oberflache von flussigkeiten.ZAMM,1932,band 12,heft 4:193215.[4]Bishop R E D. 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L =規(guī)則船舶長度的。 c2 =分布因子= 0 X/L≤ =x/)/ ≤x / L≤+)= ( +)≤ x / L≤( +)= [1+(1x/L)/()],X/L(+) = 。+L/ 2500 ≤ x =. [米]自我推進的船只:= 因為 V / √ L ≥ = 因為V / √ L≤[注意:由線性插值得到的中間值]如果最低設(shè)計壓載吃水實現(xiàn)了充分的壓載水艙前身體造成底部外殼面板的內(nèi)部載荷,設(shè)計砰壓力的相應(yīng)的面板可減少()[N/mm2],其中H是壓載艙模式[M]的高度。3 結(jié)構(gòu)分析方法暴露于波浪砰擊的殼板可永久設(shè)置在在縱向和網(wǎng)絡(luò)之間的框架。損壞的板有高度的彈性,因此,特別強調(diào)在某些部分的殼板可能超過材料的屈服應(yīng)力。在這些區(qū)域的材料可被視為彈塑性或剛塑性材料。當(dāng)沖擊能要遠遠大于彈性應(yīng)變能,板凳反應(yīng)類似彈塑性或剛塑性材料。對于許多波浪砰擊的情況下,這種條件是滿足的。剛塑性方法被認(rèn)為是非常有效的。事實上,剛塑性方法在許多實驗顯示良好的性能。隨著有限技術(shù)和計算機技術(shù)迅速發(fā)展,數(shù)值模擬成為非常強大的工具和使用越來越頻繁。許多商業(yè)有限元軟件對板受到影響載荷提供可靠的結(jié)果。作為一個全球預(yù)測替代剛塑性方法的希望,如永久變形,數(shù)值方法提供了額外的信息,如應(yīng)變和應(yīng)力分布的板塊,抓住了振動模式的變化的反應(yīng)。然而,嚴(yán)重的永久變形是一個重大問題,剛塑性方法和數(shù)值計算方法并沒有廣泛應(yīng)用在許多不同的情況下。對于一個結(jié)構(gòu)反應(yīng)分析,周期砰擊壓力理想化為長方形或三角形脈沖或兩者相結(jié)合的,或指數(shù)衰減脈沖壓力。這些理想化的壓力模型需要的參數(shù), 如峰值壓力,尾部的壓力和持續(xù)時間。(參見圖1)。在某些情況下,一個長方形的沖動有幾乎相同的最高結(jié)
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