[发明专利]一种船体梁约束扭转极限承载能力的计算方法

权利要求书

1.一种船体梁约束扭转极限承载能力的确认方法，其特征在于，包括：

步骤S1，计算所有外围壁板格的极限剪切强度和所有内围壁板格的极限剪切强度；

步骤S2，依据所述外围壁板格的极限剪切强度计算所述外围壁板格的剪切极限承载能力，所述外围壁板格的剪切极限承载能力为所述外围壁板格的极限剪切强度和对应板格截面内的长度、厚度的乘积；

步骤S3，依据所述内围壁板格的极限剪切强度计算所述内围壁板格的距离折减系数，所述内围壁板格的距离折减系数为所述内围壁板格到形心轴距离和对应所述外围壁板格到所述形心轴距离之比的平方；

步骤S4，依据所述内围壁板格的极限剪切强度和所述内围壁板格的距离折减系数计算所述内围壁板格的剪切极限承载能力，所述内围壁板格的极限剪切承载能力为所述内围壁板格的极限剪切强度和对应板格截面内的长度、厚度、距离折减系数的乘积；

步骤S5，依据所述外围壁板格的剪切极限承载能力和所述内围壁板格在极限状态时的剪切极限承载能力计算所述船体梁约束扭转极限承载能力，所述船体梁约束扭转极限承载能力为所述外围壁板格和所述内围壁板格的扭转极限承载能力之和；

所述步骤S1中，所述外围壁板格的极限剪切强度和内围壁板格的极限剪切强度由四边简支的板格临界剪应力τ_cr计算公式计算可得：

式中，R_eH-P—板格的材料屈服强度，N/mm²；

C_τ—屈曲折减因子

λ—板格的参考长细比，

K—屈曲因子，

σ_E—板格的参考应力，N/mm²；

E—材料的弹性模量，N/mm²；t—板格厚度，mm；a—板格长度，mm；b—板格宽度，mm。

2.根据权利要求1所述的一种船体梁约束扭转极限承载能力的计算方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述外围壁板格的剪切极限承载能力为所述外围壁板格的极限剪切强度和对应板格截面内的长度、厚度的乘积，即

Q_i＝τ_cril_it_i                       (6)

式中，Qi为所述外围壁第i个板格的剪切极限承载能力；τcri为所述外围壁第i个板格的极限剪切强度；li为第i个板格截面内的长度；ti为第i个板格界面内的厚度。

3.根据权利要求2所述的一种船体梁约束扭转极限承载能力的计算方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述内围壁板格的距离折减系数为内围壁板格到形心轴距离和对应所述外围壁板格到形心轴距离之比的平方，即

k_j＝(d_j/D_j)²                                       (7)

式中kj为所述内围壁板格的距离折减系数；dj为第j个所述内围壁板格到形心轴的距离；Dj为第j个所述外围壁板格到形心轴的距离。

4.根据权利要求3所述的一种船体梁约束扭转极限承载能力的计算方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述内围壁板格的剪切极限承载能力为所述内围壁板格的极限剪切强度和对应板格截面内的长度、厚度、距离折减系数的乘积，即

Q_j＝k_jτ_cril_jt_j                      (8)

式中，Qj为所述内围壁第j个板格达到极限状态时的剪力；lj为第j个板格截面内的长度；tj为第j个板格截面内的厚度。

5.根据权利要求4所述的一种船体梁约束扭转极限承载能力的计算方法，其特征在于，所述步骤S5中，所述船体梁约束扭转极限承载能力为所述外围壁和所述内围壁板格的扭转极限承载能力之和，即

式中Tu为所述船体梁约束扭转极限承载能力；n1,n2分别为截面所述外围壁、所述内围壁的板格数；di为第i个板格到形心轴的距离。