复合材料帽型骨材强度及刚度影响因素研究

采用有限元方法,分别建立不同芯材、不同骨架间距、不同剖面形状,以及剖面顶角的复合材料帽型骨材加筋板模型,探讨影响复合材料帽型骨材强度、刚度的因素.通过分析芯材的影响,为复合材料船舶有限元模型简化提供了依据.综合考虑复合材料帽型骨材加筋板强度和刚度和船舶制造成本,舷侧板的最优骨架间距范围是400~500mm.在面板宽度和腹板高度一定的情况下,梯形截面的帽型骨材结构优于矩形截面,帽形骨材的最佳剖面形状为顶角为120°的等腰梯形.

芯材对玻璃钢船体帽型骨材强度和刚度影响分析

分析玻璃钢渔船帽型骨材4种有限元模型,结果显示聚氨酯(PU)和聚氯乙烯(PVC)泡沫芯材对骨材强度和刚度影响甚小;松木芯材使骨材最大等效应力减小1.336 MPa,最大变形减小1.202 mm,并影响骨材剪应力分布。研究结果表明:简单结构的骨材模型,泡沫芯材可不计,松木芯材需做适当取舍;而对于船舶等大型复杂结构的模型,骨材芯材影响较小,从偏安全和效率方面考虑,可不计。此研究为玻璃钢渔船有限元模型的简化提供了依据,对玻璃钢渔船结构直接计算及快速设计有重要意义。同时还研究了腹板高度变化对骨材应力和变形的影响,为骨材截面尺寸设计提供参考。

基于ANSYS的复合材料帽型骨材结构优化及等效研究

建立无芯材、含PUR芯材、PVC芯材三种结构的复合材料帽型骨材有限元模型,分别采用梁单元和壳单元模拟帽型骨材加筋梁,在满足相应的约束条件下,对帽型骨材加筋板结构的有限元模型进行优化分析。结果表明,对于局部结构的有限元模型,骨材中的PUR和PVC泡沫芯材可以不计;建立整船模型时可用梁单元代替壳单元模拟帽型骨材加筋梁;运用ANSYS的APDL语言编程进行帽型骨材加筋板架优化分析,实现了目标最优。

玻璃钢渔船帽型骨材剖面结构优化设计

以玻璃钢渔船帽型骨材的剖面宽深比为变量,研究其对骨材截面面积的影响,得出了截面面积随宽深比的增加而变大的结论。同时应用有限元方法,建立了不同宽深比骨材的有限元模型,研究在相同边界条件和载荷下,宽深比对骨材变形量和应力集中的影响。结果表明,宽深比对变形量的影响甚微,而对应力集中则影响巨大。通过计算,确定了最佳的宽深比。得到的相关结论对玻璃钢渔船帽型骨材的剖面设计与尺寸优化具有一定的参考价值。