[发明专利]一种考虑强力上层建筑的船体梁总纵强度规范校核方法有效

专利信息
申请号: 201810313024.0 申请日: 2018-04-09
公开(公告)号: CN108595791B 公开(公告)日: 2022-10-25
发明(设计)人: 闫晋辉;任鸿;王琳 申请(专利权)人: 中国船舶工业集团公司第七0八研究所
主分类号: G06F30/20 分类号: G06F30/20;G06F30/15
代理公司: 上海申新律师事务所 31272 代理人: 俞涤炯
地址: 200001 上*** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 一种 考虑 强力 上层建筑 船体 梁总纵 强度 规范 校核 方法
【说明书】:

发明提供了一种考虑强力上层建筑的船体梁总纵强度规范校核方法,属于船舶强度校核的技术领域。一种船体梁总纵强度规范校核方法包括判断是否为强力上层建筑或甲板室;计算应力折减系数;计算上建平均面积折减系数;计算上建甲板处应力折减系数;计入上建面积折减后的总纵强度校核剖面的剖面要素;船体梁弯曲强度校核;船体梁弯曲强度许用静水弯矩校核;船体梁许用静水剪力校核;计算并校核屈曲强度的工作应力以及船体梁构件的屈曲强度;本发明将上层建筑的应力及面积折减系数应用到船体梁总纵强度规范校核中,提供了一种船体梁总纵强度规范校核方法,有利于合理评估上层建筑对全船总纵强度的影响,提高全船的材料利用率。

技术领域

本发明涉及船舶强度校核的技术领域,具体是涉及一种考虑强力上层建筑的船体梁总纵强度规范校核方法,更具体是涉及一种考虑强力上层建筑或甲板室应力及面积折减系数的考虑强力上层建筑的船体梁总纵强度规范校核方法。

背景技术

船舶上很多都设置有上层建筑,并且根据上层建筑参与总纵强度的程度可将其分为以下两类,第一种是轻型上层建筑,第二种是强力上层建筑。轻型上层建筑相对于主船体梁长度较短或者采用了弹性接头连接型式等,可认为其不参与船体梁的总纵弯曲;而强力上层建筑相对于主船体梁长度较长,与主船体的连接较为紧密,认为其与主船体一起参与船体梁的总纵弯曲。对具有强力上层建筑的船体梁总纵强度规范校核在船体结构设计规范中未明确规定。

强力上层建筑参与主船体的总纵弯曲是通过上层建筑与主船体之间的相互作用力来实现的。上层建筑与主船体之间存在着结构不连续现象,当承受弯矩作用时,一方面两者之间的连接使得上层建筑与主船体的变形趋于一致;另一方面由于上层建筑端点效应的作用,使得上层建筑有背离主船体的趋势。上层建筑参与总纵强度的程度与其长度、宽度、刚度等密切相关。对于强力上层建筑来说,中部通常参与总纵强度较高,其参与程度向两端逐渐减弱。强力上层建筑的设置较大程度改变了船体梁总纵弯曲应力的分布。规范中通常规定,强力上层建筑满足一定条件时即可按100%参与总纵强度进行设计,而对更复杂的上层建筑一般是以其参与总纵弯曲的有效度来表征其对总纵强度的贡献。

在船体梁总纵强度校核中,完全计入或完全忽略强力上层建筑剖面,都不能得到船体梁真实的应力分布,从而会造成材料的不合理分配或上层建筑总纵强度不足。如何根据有效度的变化在总纵强度校核中计入强力上层建筑,对合理评估船体梁应力,结构材料合理分配,以达到结构最优的目的来说至关重要。

目前,各主要船级社规范在总纵强度校核中都未计入强力上层建筑的影响,仅英国劳氏船级社在强力上层建筑的设计中考虑了面积折减系数的影响,但是规范给出的是上层建筑或甲板室中部最上端的平均面积折减系数,对于折减系数如何沿剖面高度变化、如何沿上层建筑或甲板室纵向变化均未给出有效的说明。

综上所述,目前行业中缺乏对上层建筑应力及面积折减系数的考虑强力上层建筑的船体梁总纵强度规范校核方法,无法有效评估上层建筑对全船总纵强度的影响。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题,现旨在提供一种考虑强力上层建筑的船体梁总纵强度规范校核方法,以目前行业中对船体梁总纵强度校核要求为基础,将强力上层建筑的应力及面积折减系数应用到船体梁总纵强度规范校核中,合理评估上层建筑对全船总纵强度的影响,提高了全船的材料利用率。

具体技术方案如下:

一种考虑强力上层建筑的船体梁总纵强度规范校核方法,包括以下几个步骤:

步骤一,根据规范要求,判断上层建筑或甲板室参与总纵强度的程度,判断是否为强力上层建筑或甲板室;

步骤二,计算应力折减系数

定义为上层建筑或甲板室中和轴处实际应力与上层建筑完全参与总纵弯曲时上层建筑或甲板室中和轴处应力之比,应力折减系数通过经验公式计算或通过斯曼斯基间断梁理论计算;

步骤三,计算上层建筑或甲板室平均面积折减系数λ;

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