机械结构力学在船舶方面的应用

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[摘 要]有限单元法的运用,能够具有代表性,有物理意义,能够通过构建的方式将复杂的问题变得简单.也就是说有限单元法的合理性和间接性能够得到直观的体现,所以,电子计算机的发展能够让有限单元切实执行,这样就能够应用方便.所以本文针对结构力学在船舶方面的应用——以数值分析方法计算为例做了以下探讨.

[关 键 词]结构力学船舶数值分析方法计算

一、引言

最近几年来计算机信息技术的发展不断对各种理论产生冲击,并且带来了深远的影响.很多的公式和积分方程法等数值方面的内容都被运用在结构力学的进步上面,特别是有限单元法.这能够给结构力学带来深远的意义,数学的基础是来自于很多的原理(最小余能原理、最小位能原理、广义变分原理和它的特殊形式海林格尔一赖斯纳Hellinger一Reissner变分原理等)和构造分片插值函数(拉格朗日插值,埃米特Hermit插位、Spline插值等)的巧妙结合.但是最重要的还是有限单元法的运用,能够具有代表性,有物理意义,能够通过构建的方式将复杂的问题变得简单.也就是说有限单元法的合理性和间接性能够得到直观的体现,所以,电子计算机的发展能够让有限单元切实执行,这样就能够应用方便.


二、计算结构力学在船舶结构分析中的应用

(1)纵总强度

有了这些能够给大型结构提出的分析,相关的研究针对系统来说就不会那么复杂,因此船舶设计的分析问题需要进一步提升化难为简的技巧,结合实际的船体结构进行分析,幽冥的是美国的DAISY;日本海事协会的PASSAGE;美国麻省理工学院的STRUDL程序系统;娜威船级社的SEASAM一69系统等.

(2)横强度

构造的原则在不断的变化中进一步取得了价值意义,因此分析是有可能的,因而对大多数船型来说,对横报告讨论明显变少了,三是结构的内容却相对来说增加了更多,对于其中的有关横向构件的屈曲研究进一步增多.但针对大船舶,由于吃水程度的增加,船底的横构件受到了很大压力,其厚度相对来说比较薄,所以需要精确掌握相关的构件屈曲特性.山本等对70,000吨的大型油船进行了相关的模拟计算和屈曲计算.还进行了相关的针对大型矿石的强肋框圆弧部进行的屈曲破坏研究等.

(3)局部强度

近年来对结构作直接的计算设计,然后以疲劳、屈曲、脆性破坏等多种破坏形式给予可靠性已经能够实现了评定.但很多的单元法能够进一步结合外力就可以实现相关的发展,对于局部来说,要适应现代的强度要求和核心的指标加以发展.这样能够进一步将材料的极限加以完善,实现构造中对于塑料破坏和变形问题的追加讨论,完善安全系数的提升,使得屈曲和疲劳问题能够成重点,并且需要采取进一步解决的模式.

(4)动力响应及其他

需要进一步加强动力响应的力度,实现进展,主要的缘由就是单元法这一类的方法能够实现在实践上的直接性应用和扩展,体要研究相关的共性,实现对结构和范围的力度整合,进一步扩展.

集装箱穿有着一定的震动型,也就是采用了数据模型的形式进行了实验,进一步完善了相关的单元法利用概念,越智用NASTRAN程序对升沉合成振动和单轴的集装箱船推进器轴系作了一定的固有解析,所以进一步能够实现推导出简易的解析式.除此之外,前后震动能够改变上层的震动,进一步激起主机力量,对于波及震动,大型船舶应力及非梁振动等都有了理论和实脸研究.

三、在船舶结构分析中数值方法的出现

现在对于结构上的分析来说,要进一步将设计的理念提出,此方法是以直接法和半直接法取代习用的方法来作可靠性分析的.以大型游船的横将强度问题实现确定的指数,一般能根据材料整体的屈曲和受疲劳的程度来改变相关的数据概念,进一步适应有限单元法total一System求出破坏发生的概率.之后就能够用直接或半直接的方法实现对一定标准的测试,加强应力的范围适应,计算结果显示:对弧肋框和纵强度构件的面板弯曲部分焊缝处产生疲劳裂缝的机率非常之高,因而该处的疲劳强度极为重要.

四、总结

结构力学的应用被广泛使用在船舶设计之中,进一步渗透到了实际操作,也就能够在船舶制造中产生一定的指导意义,实现理论和实践相结合的基础,对设计者来说这永远都是有用的.此外还需要注意,很多的实验结构对于大型船舶来说,鉴定和计算能够决定船舶稳定,依然是十分必要的.

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