经典案例
  • 有限元分析在机械产品设计的应用
  • 汽车转向机构有限元分析与优化
  • 风力发电机主轴结构强度分析
  • 发动机连杆的强度分析与结构优化
  • 车辆传动轴的强度分析与方案改进
  • 摩托车车架的刚度及强度分析
  • 注塑模具机构强度分析及结构优化
  • 变速箱轴键强度校核及结构改进
  • 挖掘机铲斗有限元计算和强度分析

集装箱船舱口角隅应力集中的有限元分析

发布于:2016-04-01 21:35
有限元分析

      为了运输安全、经济,集装箱船通常设计成大的货舱口和狭长的甲板,这就使得船体水平弯曲、扭转效应、横向强度在其总强度中所占的比例明显上升,舱口角隅处也会产生明显的应力集中。应力集中引起的裂纹,可蔓延到甲板甚至舷侧,严重的可以导致整艘船舶折断。因此如何减少应力集中问题已经成为结构强度的一个重要问题。舱口角隅处的应力集中通常可由直接计算法或实验分析获得。随着有限元分析技术的发展,有限元法已被广泛应用到结构应力分析的各个领域。
      如文献所述,有限元分析过程的关键主要包括以下几个方面:有限元程序的选择、载荷及边界条件的确定、数学模型的建立、单元类型的选择以及网格的划分。由于实际结构系统比较复杂,在进行有限元分析时必须对实际结构模型作适当简化。然而,在具体分析过程中,由于所作的假定和建模过程的差异,不同的组织或个人对同一结构作有限元分析时,所得的结果可能会相差很大。国际船舶结构委员会(ISSC)9位成员对某油船横向肋骨框架的有限元分析所得的甲板横梁中心线处的位移变化范围为4.1~33cm,1994年,Y.Sum等9人用二阶有限元法对某中等油船舷侧结构进行的有限元分析中,某些关键点的应力离散程度达25~30%,文献对某集装箱船舱口围板端部焊缝的疲劳强度分析中,计算所得应力集中系数(SCF)变化范围为1.47~2.15,疲劳寿命离散范围为1.8~20.7年,如此等等。
      因此,随着有限元技术在工程领域地不断应用,如何建立一套系统、可靠的标准来评估有限元分析精度的好坏,已经成为一个重要的研究方向。但是,由于评价有限元分析每一细节步骤的结果可靠与否都要有一定的衡准或依据,而这些衡准的确立需要丰富的理论常识和大量的限元分析经验的积累,其中不乏大量比较研究的结果,这也给精度评估带来了困难。
      本研究以日本某集装箱船舱口角隅为例,利用有限元AppABAQUS,通过与实验分析结果作比较,讨论模型简化和网格尺度这两方面因素对舱口角隅应力集中系数的影响。
      有限元分析的目的是为了模拟结构在载荷系统作用下的行为,而不仅仅是结构的几何特征。对于有限元初学者来说,常常会把建立精确的几何模型作为有限元建模的主旨,这通常是一个误区。而且,结构在载荷作用下的行为受几何模型细节影响的程度会因研究问题的不同而不同。结构在载荷作用下的行为受很多方面因素的影响,如结构几何形状、载荷的分布、载荷的大小、相邻结构间的相互作用、材料以及温度等等。在模拟结构承载后的行为时,需要对所有这些因素作适当简化,而整个有限元分析的精度又依赖于对这些不确定性因素进行简化的正确程度。


                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
                                                                                                                                                  杭州纳泰科技咨询有限企业
                                                                          本文出自杭州纳泰科技咨询有限企业www.nataid.com,转载请注明出处和相关链接!




tag标签:
------分隔线----------------------------
------分隔线----------------------------
XML 地图 | Sitemap 地图