破损船体的挠度分析

论文摘要

舰体生命力是舰体战斗力诸因素中最重要的因素之一。随着舰艇装备日趋复杂,造价不断提高,舰艇本身携带的弹药、燃油数量和攻击型武器威力都在增大。因此,生命力问题愈加重要。本文运用非对称梁弯曲理论建立破损模型,按照弹塑性理论,以结构力学的方法,在校核破损强度满足的前提下,对破损后舰体挠度进行研究。本文以某舰为例,讨论了主船体在遭受激光炸弹和鱼雷攻击后的强度和挠度问题。在破口大小和位置给定的情况下,根据破损部位的不同,分别对舰体在水线以上破损和在水线以下破损的舰体强度和挠度进行计算。舰体在遭受激光炸弹的攻击后,破损部位一般位于水线以上。因破口尺寸较舰体主尺度很小,结构非对称造成舰体倾斜相当微小,可以认为此时舰体浮态不发生变化。因此除舰体个别肿部破损区域外,破损后舰体总纵强度一般都能满足要求,破损后舰体在中拱、中垂两状态下挠度一般不会超过现有军标规定的许用挠度值且剪切挠度对舰体总挠度影响也较小。舰体遭受鱼雷攻击后,破损位置一般在水线以下,此时由于舱室进水,外载荷发生变化,本文采用符拉索夫法计算了舰体破损后的外载荷。最后以塑性极限弯矩作为剩余强度校核的标准,计算了不同破损剖面处的塑性极限弯矩。在此基础上计算了船体在中拱、中垂两状态下的挠度,剪切挠度对总挠度的影响不可忽略,且舰体总挠度有可能超过了舰体的许用挠度值,从而直接影响舰体的正常生命力。计算结果可作为深入研究舰体破损后的生命力和可靠性提供借鉴。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 任务来源和研究背景
• 1.2 研究现状及计算模型
• 1.3 主要问题和解决途径
• 第2章 舰体破口参数的分析
• 2.1 概述
• 2.2 武器命中位置分析
• 2.3 弹着点和爆炸点的选取
• 2.3.1 弹着点和爆炸点的设计原则
• 2.3.2 典型武器的弹着点和爆炸点
• 2.4 武器命中后破口大小分析
• 2.5 舰体破口失效区域的判别
• 2.6 本章小结
• 第3章 舰体水线以上破损挠度计算
• 3.1 概述
• 3.2 坐标系的选取及符号的法则
• 3.2.1 坐标系的选取
• 3.2.2 正负号的规定
• 3.3 非对称剖面要素计算
• 3.3.1 非对称剖面的弯曲特性参数的计算
• 3.3.2 舰体横剖面内弯曲应力计算
• 3.3.3 舰体剖面内的弹性极限弯矩计算
• 3.3.4 舰体剖面内的塑性极限弯矩计算
• 3.3.5 舰体横剖面内弯曲剪应力计算
• 3.4 武器命中舰体水线以上强度计算
• 3.5 破损舰体挠度计算原理
• 3.5.1 舰体破损后的弯曲挠度计算
• 3.5.2 剪切挠度计算
• 3.5.3 舰体破损后的总挠度计算
• 3.5.4 舰体破损后的挠度计算
• 3.6 本章小结
• 第4章 舰体水线以下破损强度分析
• 4.1 考虑横倾剖面要素计算
• 4.2 鱼雷命中舰体后剩余强度计算
• 4.3 本章小结
• 第5章 舰体水线以下破损挠度计算
• 5.1 舰体水下部分要素的计算
• 5.2 进水舱的种类和有效要素计算
• 5.2.1 进水舱的种类
• 5.2.2 进水舱的有效要素计算
• 5.3 任意给定水线下的水下要素计算
• 5.4 船舶破损后的横倾和纵倾计算
• 5.5 舰体的外载荷计算
• 5.6 舰体水线以下破损后挠度计算的结果及分析
• 5.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢