筒状桅杆结构强度的有限元分析及探讨
2012-09-27李文华
船舶 2012年2期
李文华
(中国船舶及海洋工程设计研究院 上海 200011)
0 引 言
现代船舶的桅杆搭载着雷达天线等精密的电子设备,是船舶重要的上层建筑。早期桅杆的结构形式多为桁架式,为适应各种需求,目前很多桅杆,特别是舰艇桅杆都采用了封闭筒形桅杆。封闭筒形桅杆由于增加了外围加筋板、内隔板等结构,因此结构形式更为复杂。随着桅杆结构的复杂化以及桅杆上装设的各种设备数量的增加,舰艇桅杆外载荷日益加重,因此降低桅杆自身重量的问题也逐渐成为舰艇设计师在桅杆设计中需要努力加以解决的问题。在进行桅杆设计过程中,加强筋结构的位置、形式及尺寸直接关系到结构的强度和刚度,本文以筒型桅为例,分析了桅体横向加筋和纵向加筋对结构的影响,这也是桅杆优化设计值得研究的课题。
桅杆是舰船上的重要结构,其上布置有各种雷达设备[1],很多雷达设备是放在桅体伸出的平台上,平台下面布置很多加强筋或者肘板,形成组合结构来承受外载荷。当结构型式、外荷载已确定,就需要优化加强筋的位置和截面尺寸以及型式,在满足强度和刚度的前提下使结构重量最轻,以降低成本、减少能源消耗。由于实际材料的规格是有一定限制的,结构中不可能每一根杆件都取不同的截面,而是有一部分杆件具有相同的截面,故在工程中往往把杆件分成组,使同一组中的杆件都用相同的截面,这样不仅能满足材料限制的要求,也有可能降低造价[2]。……
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