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试议开孔加筋板强度和稳定性与其极限强度力学性能

收藏本文 2024-03-18 点赞:30331 浏览:135582 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:在船体结构中,加筋板开孔不可避开,其应力集中不足早已受到了广大学者和船级社的关注。此外,随着对船舶安全性和经济性的深入探讨,“极限强度”的概念被引入了船舶共同规范,使得人们对结构稳定性和极限强度的进一步探讨成为必定。针对单轴拉压下的开孔加筋板,其强度和稳定性力学性能的探讨,将为工程实践提供参考,具有重要的作用。本论文主要采取有限元直接计算策略,对单轴拉压下开孔加筋板的应力集中、稳定性和极限强度等力学性能进行了系列结构浅析。基于有限元数值计算的结果,提出了单轴压缩下开孔加筋板极限强度的预报公式,并且探讨了加筋板有限元浅析中残余应力的模拟。其主要探讨工作如下:(1)通过有限元策略计算了开孔加筋板拉伸时的应力分布,比较浅析圆孔和腰圆孔两种加筋板的应力集中,并对加强后的应力集中不足进行讨论。(2)对开孔加筋板的有限元计算策略进行了讨论,包括模型的范围选取、网格划分、边界条件等不足,并总结合理的特点值屈曲和非线性有限元计算案例。按照确定的计算案例对开孔加筋板进行特点值屈曲系列计算,比较浅析了圆孔和腰圆孔对加筋板屈曲强度的影响规律。(3)对单轴压缩下开孔加筋板进行非线性有限元系列计算,比较浅析了圆孔和腰圆孔对加筋板极限承载能力的影响,基于非线性有限元计算的结果进行公式拟合,提出了开孔加筋板极限强度预报的计算公式,并对其进行误差浅析。(4)讨论加筋板非线性有限元浅析中残余应力的模拟,包括光板中残余应力模拟时其网格划分、横向残余应力对结果的影响、角钢和扁钢加筋板中残余应力的作用范围等不足,并总结了加筋板结构中残余应力的模拟策略,为后续的探讨提供参考。关键词:开孔加筋板论文应力集中论文稳定性论文极限强度论文残余应力论文

    摘要4-5

    Abstract5-10

    第1章 绪论10-17

    1.1 选题的背景和作用10-11

    1.2 与课题相关的国内外探讨近况11-15

    1.2.1 开孔加筋板结构的应力集中11-12

    1.2.2 开孔加筋板结构的稳定性与极限强度浅析12-14

    1.2.3 有限元法中残余应力的模拟14-15

    1.3 本论文的主要工作15-16

    1.4 本章小结16-17

    第2章 开孔加筋板的应力集中17-30

    2.1 概述17

    2.2 应力集中的相关论述17-21

    2.2.1 开孔板的应力浅析17-20

    2.2.2 应力集中的定义及其表征20-21

    2.3 开孔加筋板的有限元浅析21-29

    2.3.1 开孔加筋板的有限元浅析21-23

    2.3.2 圆孔加筋板与腰圆孔加筋板的应力集中23-26

    2.3.3 开孔加筋板与开孔光板的比较浅析26-27

    2.3.4 开孔加筋板加强后的应力浅析27-29

    2.4 本章小结29-30

    第3章 开孔加筋板的稳定性浅析30-44

    3.1 概述30-32

    3.1.1 结构的屈曲浅析30-31

    3.1.2 非弹性修正31-32

    3.2 加筋板的屈曲浅析公式及极限强度公式32-34

    3.2.1 加筋板弹性屈曲计算公式32-33

    3.2.2 加筋板的极限强度计算公式33-34

    3.3 加筋板的有限元浅析34-39

    3.3.1 有限元屈曲浅析流程34

    3.3.2 加筋板有限元计算模型浅析34-36

    3.3.3 有限元模型的计算结果浅析36-39

    3.4 开孔加筋板的稳定性系列浅析39-43

    3.4.1 开孔加筋板屈曲浅析模型39

    3.4.2 开孔加筋板系列特点值屈曲浅析结果39-41

    3.4.3 开孔对加筋板稳定性的影响41-42

    3.4.4 圆孔加筋板与腰圆孔加筋板比较浅析42-43

    3.5 本章小结43-44

    第4章 开孔加筋板的非线性有限元系列计算44-61

    4.1 非线性有限元计算的模型44-46

    4.1.1 非线性有限元计算流程44

    4.1.2 模型的初始缺陷44-46

    4.2 非线性有限元系列计算的尺寸设计与结果数据46-48

    4.2.1 系列计算的尺寸设计46-47

    4.2.2 开孔加筋板非线性有限元系列计算的结果数据47-48

    4.3 开孔加筋板极限强度结果浅析48-53

    4.3.1 圆孔对加筋板极限强度的影响48-50

    4.3.2 腰圆孔对加筋板极限强度的影响50-53

    4.3.3 圆孔加筋板与腰圆孔加筋板的比较浅析53

    4.4 开孔加筋板的极限强度计算公式拟合53-60

    4.4.1 数据曲线拟合的相关论述54-55

    4.4.2 开孔加筋板极限强度的计算公式拟合55-58

    4.4.3 开孔加筋板极限强度的计算公式误差浅析58-60

    4.5 本章小结60-61

    第5章 加筋板非线性有限元计算中残余应力的模拟61-75

    5.1 概述61-65

    5.1.1 加筋板中残余应力的形成61

    5.1.2 加筋板中残余应力的分布61-64

    5.1.3 有限元法中残余应力的模拟策略64-65

    5.2 单轴压缩下光板中残余应力的模拟65-70

    5.2.1 不同网格下残余应力计算结果66-68

    5.2.2 考虑横向残余应力下的计算结果68-70

    5.3 单轴压缩下加筋板残余应力的模拟70-74

    5.3.1 扁钢加筋板中残余应力的计算结果浅析72-73

    5.3.2 角钢加筋板中残余应力的计算结果浅析73-74

    5.4 本章小结74-75

    第6章 总结与展望75-77

    6.1 总结75-76

    6.2 论文探讨工作的不足和展望76-77

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