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环肋圆柱壳卧置状态下的重力变形分析

刘东 张岳林 陈武

刘东, 张岳林, 陈武. 环肋圆柱壳卧置状态下的重力变形分析[J]. 中国舰船研究, 2017, 12(1): 72-77. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2017.01.011
引用本文: 刘东, 张岳林, 陈武. 环肋圆柱壳卧置状态下的重力变形分析[J]. 中国舰船研究, 2017, 12(1): 72-77. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2017.01.011
Dong LIU, Yuelin ZHANG, Wu CHEN. Deformation analysis of horizontal stiffened cylindrical shells under the effects of gravity[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2017, 12(1): 72-77. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2017.01.011
Citation: Dong LIU, Yuelin ZHANG, Wu CHEN. Deformation analysis of horizontal stiffened cylindrical shells under the effects of gravity[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2017, 12(1): 72-77. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2017.01.011

环肋圆柱壳卧置状态下的重力变形分析

doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2017.01.011
详细信息
    作者简介:

    刘东, 男, 1978年生, 工程师。研究方向:舰船维修与管理工程

    通信作者:

    张岳林(通信作者), 男, 1990年生, 硕士, 助理工程师。研究方向:舰船设计制造与维修工程。E-mail:zhangyuelin24@hotmail.com

  • 中图分类号: U661.43

Deformation analysis of horizontal stiffened cylindrical shells under the effects of gravity

知识共享许可协议
环肋圆柱壳卧置状态下的重力变形分析刘东,等创作,采用知识共享署名4.0国际许可协议进行许可。
  • 摘要: 为了研究潜艇耐压壳体合拢阶段端口处在自身重力作用下产生的变形,基于板壳理论的有矩理论和无矩理论,推导环肋圆柱壳自由端变形的简单计算公式,计算结果与有限元仿真结果进行了比较,验证了公式的可靠性。结果表明:当底部简支的薄壁圆柱壳受到自身重力影响时,自由端变形量与圆柱壳内半径的四次方成正比,与壁厚的二次方成反比;对于悬臂圆柱壳,重力载荷对自由端面的圆度影响不大,随着自由端与固支端的距离增大自由端变形量呈非线性递增趋势,且增加速率逐渐增大。随着圆柱壳内半径增加,自由端变形量逐渐降低,当圆柱壳内半径是纵向长度的0.75倍时,自由端变形量达到最小,此后,随着圆柱壳内半径增加而逐渐增大。研究结果可为环肋圆柱壳卧置状态下的重力变形计算和加强措施提供参考。
  • 图  1  底部简支的理想圆柱壳[12]

    Figure  1.  Ideal cylindrical shell with bottom simple-supported boundary condition[12]

    图  2  圆柱壳的无矩理论示意图

    Figure  2.  Schematic of non-moment theory of cylindrical shell

    图  3  悬臂圆柱壳示意图

    Figure  3.  Schematic of antilever cylindrical shell

    图  4  有限元仿真的自由端变形云图

    Figure  4.  Contours of free end deformation by finite element analysis

    图  5  自由端变形随α变化曲线

    Figure  5.  Curve of free end deformation range changing with α

    图  6  自由端变形随δ变化曲线

    Figure  6.  Curve of deformation range changing with δ

    图  7  自由端变形随R变化曲线

    Figure  7.  Curve of deformation range changing with R

    图  8  环肋圆柱壳模型

    Figure  8.  Model of stiffened cylindrical shell

    表  1  自由端变形随α变化的计算结果比较

    Table  1.   Results comparison of free end deformation changing with α

    a/R 本文解/mm 有限兀解/mm 相对误差/%
    0.5 0.0100 0.009 93 1.16
    1.0 0.024 1 0.0235 2.89
    1.5 0.050 3 0.049 9 0.92
    2.0 0.095 7 0.0949 0.84
    2.5 0.167 5 0.1660 0.80
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    表  2  自由端变形随δ变化的计算结果比较

    Table  2.   Results comparison of free end deformation changing with δ

    δ/R 本文解/mm 有限兀解/mm 相对误差/%
    0.007 5 0.050 39 0.050 0 0.78
    0.010 0 0.050 39 0.049 9 0.92
    0.012 5 0.050 39 0.049 9 1.04
    0.015 0 0.050 39 0.049 8 1.16
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    表  3  自由端变形随R变化的计算结果比较

    Table  3.   Results comparison of free end deformation changing with R

    R/a 本文解/mm 有限元解/mm 相对误差/%
    0.33 0.068 9 0.068 2 1.07
    0.50 0.053 8 0.053 3 0.99
    0.67 0.050 3 0.049 9 0.92
    0.83 0.050 9 0.050 5 0.83
    1.00 0.053 4 0.053 0 0.75
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-03-13
  • 网络出版日期:  2016-12-28
  • 刊出日期:  2017-01-07

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