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船底平板龍骨是船體結構的主要構件，沿船長方向應保持連續(xù)貫通，一般不應在其上開孔，測量船因其使用任務的特殊性，需在船體平板龍骨上開設大型開口群以安裝各種測深儀器，出于儀器性能上的要求和船體結構強度分析上的考慮，我們選擇在#133-#142處開孔此處離振源較遠，儀器所受干擾較小，同時此處處于船中Q4L以外，所受外力相對較小，但由于此處開口破壞了船體結構的強度，所以需要對此處的結構進行分析計算，為此我們與大學進行合作，利用有限元分析結合光彈試驗進行這方面的研究。
設計初期，我們提供了兩種開口群方案，經過綜合計算比較，我們最終選定第2種方案，計算條件與光彈試驗相同，以便與光彈試驗結果比較按平面應力計算左右兩側自由、前后兩端均勻拉伸，按1/10比例段爾寬1300408mm。取4種網格計算 (出于篇幅考慮，只給出第4種網格飛節(jié)點數(shù)單元數(shù)見表，網格計算結果列于表，其中應力集中系數(shù)K為：由此可見，有限元計算結果與光彈試驗結果非常吻合，從而也說明了計算結果與試驗結果的準確性和可靠性由計算結果可知，最大應力集中系數(shù)為296，我們對第1種方案也做了相應的計算，其最大應力集中系數(shù)為31Q第2種方案要優(yōu)于第1種方案同時兩者也有共性，即大圓兩側和大方前右端角隅處應力集中系數(shù)較大，因此如果采取補強措施，大方口只需補強角隅附近，大圓口需補強較大范圍。
計算區(qū)域選取#127-#15-#127為首樓前壁，施加位移約束，#155取為自由端，施加剪力和彎矩拍擊動載作用下的強度分析分兩部分進行：(1)按計算點處動彎矩進行整體分析，與靜載分析相同，(2)舷外動壓力作用下局部強度分析，在#127，#155兩端約束，計算結果與彎矩結果疊抓船體外部拍擊動載荷的計算依照《艦船船體規(guī)范》有關章節(jié)進低外載荷由總縱強度計算提供，包括計算段兩端剪力、彎矩，舷外分布水壓力以及自重和貨重船體所受載荷比較復雜，計算時須將外載荷等效地形成有限元載荷分布于各節(jié)點上，并近似滿足平斷面假同時對所形成的有限元載荷向后端，簡并校核總體平衡性計算時選取6種工況，并編設化號如下：甲板板，外板，肋板和龍骨腹板等用平面膜元，縱析、橫梁和肋骨等用梁元，龍骨面板、肋板面板等用桿元此計算重點是底部開口群區(qū)域，長首樓甲板作了簡化，所以采用平面加筋元計算根據第3強度理論，且考慮到應力集中因素，須滿足規(guī)范中的許用應力，K3為應力集中系數(shù)由于此系數(shù)用于二維應力狀態(tài)，必須加以修正，以便獲取與實船相近的受力狀態(tài)修正是依據無限平板開圓孔的解析進行的，取不小于1的系數(shù)。
專業(yè)從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優(yōu)化│技術服務與解決方案
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