[发明专利]一种舰船设备与结构共形设计方法

权利要求书

1.一种舰船设备与结构共形设计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1、确定平台设备要素，包括设备的定位位置、布置方向以及设备与平台的连接形式；

步骤2、计算平台计算压强P_c；

步骤3、对平台结构进行板格强度校核：设σ_2c为板中心沿短边方向的相当应力，σ_s为材料的屈服强度，计算σ_2c的值，判断|σ_2c|与1.25σ_s的大小关系，若|σ_2c|＜1.25σ_s则板格满足强度要求；若|σ_2c|≥1.25σ_s，则调整板厚重新计算相当应力σ_2c，直到|σ_2c|＜1.25σ_s；

板中心沿短边方向的相当应力σ_2c的计算方法具体包括以下分步：

1)板格强度校核的计算参数选取为：板格长边为平台纵桁间距a，板格短边为平台横梁间距b，板厚为平台板厚t，所述平台计算压强为P_c；

2)根据下式对板格进行刚性判别：

式中，E为弹性模数，U为板的计算参数，将板作为四边刚性固定的矩形板，按式(1)计算得出的值，再取对数查表1得到对应系数u，如果u＜1则为绝对刚性板，若u≥1则为有限刚性板，调整板格厚度宽度比t/b重新计算直到u＜1；

表1.四边刚性固定板的辅助函数值

3)按绝对刚性板进行计算，首先计算a/b，计算结果查表2可得计算系数1为α、计算系数2为β，

表2.系数α、β值

则板中心沿短边方向的相当应力σ_2c按下式计算：

式中，σ_2c为绝对刚性板板中心沿短边方向的相当应力，σ_s为材料的屈服强度。

2.根据权利要求1所述的舰船设备与结构共形设计方法，其特征在于，步骤1中与平台进行一体化设计的平台相关设备包括风管、电缆、冷凝管、润滑油管。

3.根据权利要求2所述的舰船设备与结构共形设计方法，其特征在于，步骤1中，平台风管要素的确定包括风管定位位置的确定及风管开孔的确定：

风管定位位置的确定包括：1)选择风管内径、管路壁厚，并确定风管截面形状；2)考虑平台构架布置，选择风管走向及风管的安装位置；3)确定所述风管与所述平台的连接形式：所述风管首、尾分别与前、后横舱壁相连，平台横梁在风管贯穿处断开，进行升高处理后与所述风管相连，使连接处所述平台横梁高度与所述风管高度一致；

风管开孔的确定包括：风管上开孔数量及位置。

4.根据权利要求3所述的舰船设备与结构共形设计方法，其特征在于，所述风管与所述前、后横舱壁、所述平台横梁以及所述平台均采用焊接方式连接。

5.根据权利要求1所述的舰船设备与结构共形设计方法，其特征在于，步骤2中，计算平台计算压强P_c，具体包括以下分步：

1)计算平台上设备重量作用于所述平台上产生的总载荷F；

2)计算平台上设备实际占用面积S；

3)计算设备作用于所述平台上产生的平均压强：P₁＝F/S；

4)计算平台计算压强P_c：平台计算压强P_c取0.005MPa加设备重量作用于平台上产生的平均压强与0.01MPa之间的较大值，即P_c＝max{0.05+P₁,0.01}。