严卫祥，赵文斌，吴小康

（上海船舶研究设计院，上海 201203）

0 前言

船舶制造存在大量的焊接工作，在结构强度分析中对焊接的影响主要是在疲劳强度评估时考虑，疲劳应力分析往往采用热点应力法，不需要在简单的壳单元模型中对焊缝进行建模。 尽管疲劳临界点处的热点应力是由靠近焊缝的单元表面应力插值确定的，但应力分布受接头局部刚度的影响较小［1］。对于有补板的贯穿孔强度分析，需考虑补板与母板中面偏心的影响， 并考虑补板与母板的焊接模拟。设计时，补板都搭焊在母板上，补板中面与母板中面不对齐。 目前的船舶只在疲劳分析中对补板模型的建立有较为明确的规定［2-3］，疲劳模型需要考虑补板中面的偏心，补板和母板的焊接用垂直于补板的壳单元模拟。

以某大型矿砂船压载舱水平台上垂直扶强材贯穿孔为例，比较不同建模方法贯穿孔与搭接补板处的应力结果，可以为有限元分析中贯穿孔补板结构的建模方法和焊缝的模拟提供参考。

1 贯穿孔搭接补板的建模方法

船体结构有限元分析中基本采用壳单元模拟船体板，为比较贯穿孔搭接补板的建模方法及不同建模方法对贯穿孔区域应力结果的影响，分别采用体单元和壳单元模拟补板贯穿孔。 采用体单元模拟补板时，焊缝和母板同样采用体单元模拟；采用壳单元模拟时，补板均按实际与母板中面偏离，分别采用刚性梁单元、增加板厚、垂直于补板的壳单元、斜壳单元、焊接（CWELD）单元对焊缝进行模拟。……