十字交叉梁模型的塑性动力响应计算方法
2014-12-13姚熊亮
船舶力学 2014年10期
杨 棣,姚熊亮,王 军,李 卓
(哈尔滨工程大学 船舶工程学院,哈尔滨150001)
1 引 言
在舰船生命力研究中,如何正确预报非接触爆炸作用下舰船板架变形是船舶结构毁伤力学研究的一个重要课题。对于板、梁在基于小变形和不计中面膜力的前提下,以及方板、圆板这些简单结构已能较精确地预估出最大残余变形[1-4]。但是对于多根梁的耦合作用,像舰船板架,其塑性动力响应研究较少,理论尚处于初步阶段[5-6]。以往,针对此问题,梅志远等曾用有限元法进行处理[7],而由于每个技术人员采用的技术方式不同,如参数的输入,网格数的选取,导致计算精度不能得到很好的保证。方斌等提出用能量法将底部板架的响应过程分为整体变形和局部变形[8],进行理论分析的方法,该方法能得到板架的最大塑性变形,却不能得到塑性动力响应的时间历程。此外,吴有生等针对舰船特殊的船体结构选取典型板架,并从板架模型中简化出十字加筋板,提出了爆炸载荷作用下舰船板架的变形和破损的计算方法[9],但是没有计及交叉梁二者在关联处力的耦合作用。
近年来,由于刚塑性假设在板架塑性动力响应的计算方法中发展起来,本文在十字交叉梁模型的基础上,计及横向与纵向构件在关联处的支撑力作用,采用刚塑性假设,通过动力学定理,提出了针对水下爆炸板架结构的理论计算模型,经推导出得出了一整套新型快速的板架变形挠度计算方法,所得结果与实验数据吻合较好,得到了对工程有指导意义的结论。……
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