CH4-1-4.1-4.2-4.3-结构分析-20140314课件.ppt

2.平衡状态 静平衡，动平衡 N个约束点，平衡状态则应有 若不是平衡状态， 为约束反力之和，可以作为不平衡力之差。 1）若结构处于平衡状态，则约束点可以任意，为去除方程求解的奇异性。或用惯性释放法，要注意应用的条件。 例如：潜器若 平衡 2）平衡调整 a. 全船沿船长重量分布 为模型沿船长重量分布（可分段称量） 为质量修正（沿纵向） b．舱段 不平衡 C. HCSR 规范中 船体梁载荷的调整 1、纵向不平衡力调整 HCSR边界条件x方向约束施加于内底板一节点，须平衡纵向总合力，CSR-BC/OT边界约束x方向通过MPC施加，因此无此要求。 2、剪力跨零调整 对于给定的载荷工况，船体梁垂向和水平弯矩在舱段中心点要达到目标值，这就需要垂向和水平船体梁剪力分布交叉在货舱中的零中心。 3、剪力目标值修正 在中间舱段有限元模型前段和后端横舱壁处需要进行剪力调整，船体梁剪力作用的目标位置在舱段有限元模型中部的横舱壁上，调整后的船体梁弯矩不应超过目标船体梁剪力。 ? HCSR CSR-BC CSR-OT 目标位置 前和后舱壁 前或后舱壁 前和后舱壁 调整方法 强框架节点力 端部弯矩 强框架节点力 节点力计算 剪流理论 - 系数分配法 哈尔滨工程大学船舶工程学院 4、弯矩调整 船体梁弯矩的目标位置在有限元模型中部货舱的中心，如果最大弯矩值不在货舱中心，调整后的最大弯矩应该位于中部货舱内部并且不应该超过目标目标船体梁弯矩。 ? HCSR CSR-BC CSR-OT 目标位置 Max/min 舱中 舱中 调整方法 端部节点力 端部修正弯矩 端部修正弯矩 节点力计算 等效弯矩公式 - - 5、扭矩调整 船体梁扭矩的目标位置在有限元模型中部舱段前面舱壁处，调整后的扭矩值不应该超过船体梁扭矩规范值，调整的 值需要施加在后面剖面的独立点上。有限元模型中部舱段的前面舱壁被看作目标位置，然而，如果调整后的最大扭矩值超过了船体梁扭矩规范值，它应减小到目标值。 End of this Part * * * * * CH4 结构分析与屈服屈曲强度评估 4.1 概述 1. 解析法与有限元法 传统解析方法: 梁理论，板理论等； 现代方法： 《计算结构力学》，有限元，边界元等。 1）解析法 纵向合成： 分别计算，合成应力 2）有限元法： 亦可在一定程度上分开 2．有限元分析过程 1）结构建模； 2）边界条件处理； 3）计算工况与载荷； 4）应力提取 5）强度校核（屈服，屈曲强度校核） 6）其他方面（疲劳，极限强度）。 1）结构建模 某散货船三舱段有限元模型 2）边界条件处理 根据散货船共同规范中关于“直接强度分析”有限元模型边界条件的要求，模型两端应按下表要求简支。端部两剖面的纵向构件节点应与位于中心线上中和轴处的独立点刚性关联。 3）计算工况与载荷 以CSR散货船疲劳计算工况为例 载荷工况 装载工况 4.2 结构模型的建立 4.2.1 船舶结构有限元分析的层次 1. 整船分析 1）用于应力和变形的整体分析 2）总振动分析 3）特殊船：大开口船（集装箱船），滚装船，军船、 军辅船 特点：工作量较大，全面 某船一阶垂向弯曲振型 某船一阶水平弯曲振型 某船一阶扭转振型 M M 2. 舱段分析 1）可算舯部总体响应  通过加断面载荷反映总体载荷 叠加了船体梁载荷响应和局部载荷响应 2)用于甲板，舷侧，船底和舱壁等结构在总体和 局部载荷作用下的强度 特点：工作量适中，适合于分析规整，常规船型的舯部结构 M M M 3. 局部结构有限元分析 1）在整船分析基础上更详细分析主要构件局部强度或关键部件应力水平。 2）计算应力集中系数（应力集中模型） 3）类型 a. 独立模型（子模型），模型尺寸足够大，有充分的边界条件过渡（来自总体分析）； b. 内嵌式模型 ：直接在整船或舱段模型上局部用网格细化。 独立子模型 应力集中模型（嵌入式） 4.2.2