集装箱船邻机舱的货舱舱口角隅有限元研究

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疲劳破坏是船舶结构的主要破坏形式之一,目前疲劳设计校核流程已成为设计过程和船级社规章制度的一部分。在目前已有的各种疲劳强度校核方法中基于谱分析法和有限元法的详细分析方法是迄今为止公认最为完善的方法,一些成熟的通用结构疲劳有限元分析软件包的使用,使得分析人员可以在设计初始阶段就对整体上掌握结构各个细节的疲劳强度分布情况,对疲劳热点区域一目了然,从而可以针对性地对各种设计参数进行进一步研究,优化产品设计,并随时观察优化后的计算结果,取代了传统设计方法中“设计-验证-重设计”的循环,节省大量的设计时间和成本,大大缩短产品开发周期。 自70 年代以来,船舶大型化以及高强度钢的普遍使用、结构设计尺度和形式的优化这些大趋势,使得船体结构疲劳问题显得尤为突出。船体结构的疲劳破坏主要发生在船体的各连接节点,因此各节点成为疲劳强度的首选校核点,节点的连接形式直接决定节点的应力集中、应力分配,如何改变节点的连接形式以改善节点的应力分布,减少应力集中一直是研究者追求的目标。 本文利用PATRAN建立了960T集装箱船邻机舱的货舱舱口角隅应力集中有限元计算模型,讨论在纯压载荷和压剪组合载荷下圆形和椭圆形应力释放孔孔形的应力分布情况,并讨论了设置加厚板后的应力分布情况,从实用的角度分析了改变应力释放孔形状和设置加厚板的效果,并尝试性的讨论了“弹性”角隅对应力集中改变的效果,研究结果对今后船舶设计和建造有一定的工程实用价值。
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