钢玻复合船体结构中钢与玻璃钢螺栓连接接头形式分析
2021-10-25徐双喜佟哲董威唐卫国张浩
船海工程 2021年5期
关键词:复合材料
徐双喜,佟哲,董威,唐卫国,张浩
(1.武汉理工大学a.交通学院;b.高性能舰船技术教育部重点实验室,武汉 430063; c.先进材料制造装备与技术研究院,武汉 430070;2.中国舰船研究设计中心,船舶振动噪声重点实验室,武汉 430064; 3.青岛工业软件研究所(中国科学院软件研究所青岛分部),山东 青岛 266000)
在钢玻复合船体结构中,复合材料上层建筑通过螺栓连接接头固定在钢质主船体上,上层建筑随主船体一同参于总纵强度。船舶在波浪中航行时,主船体会遭受中垂和中拱弯曲载荷,在主船体将波浪载荷传递给上层建筑的过程中,拉压载荷是影响螺栓连接接头安全性的主要载荷。目前在钢玻复合船舶领域,应用于复合材料上层建筑与钢质船体之间的螺栓连接接头形式主要有:Π形接头和L形接头[1]。两种螺栓连接接头的螺栓受力状态不同,承载能力差异较大。其中Π形接头的强度承载主要是螺栓的剪切,承载一定时间后会出现螺栓的剪切破坏以及层合板螺栓的扩孔等现象[2],引起螺栓的松动,同时添加的加强钢板较多,会导致连接结构重量的大量增加,不利于结构的轻量化。传统的L型接头可承载的载荷较小,连接时会在甲板上开孔,一定程度上会降低甲板的强度,引起开孔处的应力集中,同时,开孔处添加的开孔补板也会大量增加连接结构的重量[3,4]。为此,提出新型L形接头,在甲板上焊接一个合适大小的角钢,在角钢上开孔来与复合材料上层建筑的连接,避免开孔对甲板强度的影响;……
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