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环肋圆柱壳围壁加强的开孔强度研究
| 论文题名： | 环肋圆柱壳围壁加强的开孔强度研究 |
| 关键词： | 单圆孔;圆柱壳;环形肋骨;有限元分析 |
| 摘要： | 实艇试水试验时测得的用围壁加强的开孔应力与以往的研究结论不符,因此有必要对环肋圆柱壳上用围壁加强的开孔应力进行深入研究,找出规律,以指导工程设计.本课题通过ANSYS有限元软件对环肋圆柱壳上用围壁加强的肋骨间壳板开孔、切断一根肋骨的开孔在外压下随开孔直径、F/at、斜交角α变化的应力大小及分布规律进行了数值分析;对于切断一根肋骨的开孔,还研究了肋骨偏离孔心后应力的变化规律;对某艇开孔的有限元计算值和试验值进行了对比.得出的主要结论如下:1)对于肋骨间壳板正交开孔,应力分布规律与光圆柱壳开孔相似,孔边壳板最大中面周向应力处弯曲应力很小,但受肋骨影响,开孔较小时,孔边壳板最大周向应力位于A点;开孔较大且F/at也较大时,孔边壳板最大周向应力偏离A点,可偏离A点38°;肋骨间壳板开孔最大中面周向应力比光壳开孔约小20％,可用如下公式计算环肋圆柱壳肋骨间开孔孔边壳板中面周向应力σ:σ=K<,o>K<,20>PR/t围壁与孔边壳板中面周向应力的比值和光圆柱壳对应的理论值非常接近.2)肋骨间开孔最大应力随斜交角增大而减小,与光壳开孔相似.3)对于切断一根肋骨正交开孔,应力大小与光圆柱壳开孔接近,孔边壳板最大中面周向应力处弯曲应力较大,可大到中面周向应力的43％.孔边壳板最大表面纵向应力与最大表面周向应力相比,当F/at较小时,前者小于后者;当F/at较大时,前者大于后者,并随开孔直径增大,两者的差距可达47％,最大表面纵向应力不可忽视.围壁与孔边壳板中面周向应力的比值和光圆柱壳对应的理论值非常接近.断肋骨面板在与围壁交线的端点附近周向应力很大,弯曲应力很小,值得注意,在交线的中点周向应力并不大.4)切断一根肋骨开孔的孔边壳板和围壁,斜交孔的应力一般小于正交孔.断肋骨面板与围壁交线的端点附近中面和表面周向应力随斜交角增大而增大.5)切断一根肋骨开孔的开孔中心偏离肋骨后,由于围壁在断肋骨处刚度增加,孔边壳板和围壁最大中面应力略有增大,弯曲应力减小,并且断肋骨的最大应力减小.6)某艇开孔孔边壳板纵向应力和断肋骨周向应力有限元计算值与试验值较接近,孔边壳板周向应力有限元计算值比试验值大得较多,说明有限元计算稍偏于保守. |
| 作者： | 许兵 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 刘土光;陈良增 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2003 |
| 正文语种： | 中文 |
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