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第22卷增刊2计算机辅助工程Vol.22Suppl.2

2013年10月ComputerAidedEngineeringOct.2013

论文所属行业:××××

A型吊耳强度有限元分析

摘要：采用ABAQUS有限元软件开展了A型吊耳结构的接触强度研究，分析了载荷方向的不同

对接触力的影响；提出了相应的接触力简化公式，此法与原接触算法相比，计算时间短、精

度较高，可供工程实用参考；最后，对A型吊耳的极限强度进行了分析，确定了极限载荷水

平与设计载荷水平之间的确切裕度。

关键词：接触；吊耳；极限强度；有限元

中图分类号：TB115.1文献标志码：B

TheFEManalysisofthestrengthofAtypeliftinglug

Abstract:Basedoncontactalgorithm,contactstrengthofAtypeliftinglugissystematically

analyzedusingABAQUSsoftware,influenceofdifferentloaddirectionsoncontactforceis

analyzedandasimplifiedmethodisaddressedtosimulatethecontactforcebetweenliftinglugand

shackle,whichprovesthattheprecisionofsimplifiedmethodisallowable,whilecomputationtime

ismuchlesser.Thismethodhasacertainreferencevalueforpractice.Finally,theultimatestrength

ofliftinglugisanalyzed,andthemarginbetweendesignedloadandultimateloadisconfirmed.

Keywords:Contact;Liftinglug;Ultimatestrength;FiniteElement

务。

0引言

目前吊耳的强度计算还没有规范的方法，在

随着船舶行业的高速发展，大型船厂每年的实际工程设计中，一般采用理论算法对吊耳的强

造船总量达上百万吨，一年交船几十条，每条船度进行校核，主要包括以下三方面：吊耳危险截

的分段多达上百个，为了将这些分段吊运到指定面强度校核、吊耳孔与插销接触强度校核以及吊

位置，合拢形成完整的船体，每个分段上面都设耳与被吊件焊缝的强度校核[1,2]，随着计算机以

有多个吊耳，吊装完成后再将吊耳割除。可以预及大规模计算技术的发展，数值模拟技术的应用

见，船厂每年吊耳的使用量何其巨大！如果吊耳领域几乎已涉及到各行各业，采用有限元方法对

的强度不符合要求，将会给整个吊装过程带来很吊耳强度进行校核早已成为一种高效、准确且实

大的隐患，不及时处理将会引发灾难性事故，故用的强度校核方法。

而，对吊耳的强度进行校核是一项非常重要的任肖文勇等[1]采用有限元软件对吊耳与插销

2计算机辅助工程2013年

的接触问题进行了研究，并提出了相应的简化方A型吊耳可用于船体所有分段。为了分析载

法；此外肖文勇[3]还对潜艇分段板式吊耳的强度荷方向的不同对A型吊耳接触力的影响，以A25

进行了校核；薛云等[4]对吊耳强度的各种设计方吊耳为例，从0°~90°每10°选择一个载荷方向

法进行整理，并采用不同的方法对吊耳的强度进共10种，对A型吊耳的接触力进行分析，如下

行对比分析；张晓音[5]采用计算与实验相结合的图3所示，图4为对应载荷方向为50°时的示意

方法，对吊耳的焊接工艺、材料性能及极限承载图。结构有限元模拟过程中，吊耳与插销结构均

能力进行了系统的研究。采用体单元建模，吊耳材料为船用低碳钢。计算

根据上海外高桥造船有限公司在实际吊装过时选取的结构单元类型为4节点线性四面体单元

程中吊耳的使用情况，可以得知A型吊耳可以用C3D4，采用理想弹塑性模型进行模拟。载荷采用

于船体所有分段的吊装，使用范围较广。本文将设计载荷，加载于插销半面，吊耳底端刚性固定。

采用ABAQUS有限元软件，开展A型吊耳结构

的接触强度研究，分析载荷方向的不同对接触力

的影响；并提出相应的接触力简化公式；最后，

90°

对A型吊耳的极限强度进行分