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船体桁材开孔后的强度和稳定性研究
| 论文题名： | 船体桁材开孔后的强度和稳定性研究 |
| 关键词： | 船体结构;桁材开孔;实肋板;力学性能;承载能力;结构稳定性 |
| 摘要： | 船体双层底内的纵桁或实肋板是船体的主要结构，其强度和稳定性直接关系到船体的承载能力。在这些桁材的腹板上，为了制造、检查或是减轻重量的需要，通常需要在上面开孔，这些开孔有时会达到桁材高度的60％。这些开孔的存在不可避免的会导致船体桁材的力学性能的变化，严重情况下可能会大大降低桁材的承载能力。 本文主要使用有限元计算的方法，计算分析了不同厚度的船体桁材，在开孔以后随着开孔大小及形状的变化其强度和屈曲强度的变化规律，为工程实际提供参考。主要研究工作如下： 1)对未开孔板在受到轴向压力和四周剪切作用下的受力情况分析，通过有限元建模验证计算模型加载方式、施加约束是否正确，并在判断加载方式、施加约束正确的条件下，以此为进行开孔分析的基础。 2)讨论单独桁材腹板在开圆孔和腰圆孔两种情况下，对于不同的板厚在受到轴向压力和四周剪力作用时，随着开孔大小的变化，其应力和屈曲强度的变化规律。并从结构强度和稳定性的角度，评价何种开孔形式较为有利。 3)讨论单独桁材腹板在开孔两侧的板上加两个垂直加强筋，分析有了加强筋以后，开孔板的强度和稳定性。对两种形式的开孔，分别从受轴向压力和四周剪力的角度，与未加筋开孔板进行比较，判断加筋对其性能影响的好坏，并评价何种情况下加筋较为有利。 4)对于有加强筋和无加强筋作用的桁材，受到横向剪力以及轴向压力作用条件下，得出其强度和屈曲强度的变化规律；并就有无加强筋的情况作比较，判断加筋的优劣。 论文中，对未开孔板材各种受力情况下的理论公式用有限元方法进行验证，在有限元模型加载方式、约束条件正确的情况下，进行了后期的研究工作，并将研究的结论与其它文献计算值进行了比较，结论吻合。说明了本文针对各种板厚，随开孔大小变化的研究是合理的，结论是可用的，可以方便的使用这些结论对工程实际的设计过程等，提供参考。 |
| 作者： | 王勋 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 杨平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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