[發明專利]一種基于許可永久變形下的裝載甲板板設計方法

有效

• 申請號: 201810732826.5
• 申請日: 2018-07-05
• 公開（公告）號: CN108984885B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 萬琪;朱凌;彭營豪;王福花;史詩韻;蔡偉
• 申請（專利權）人: 中國船舶工業集團公司第七0八研究所
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/13
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 俞滌炯

1.一種基于許可永久變形下的裝載甲板板設計方法，其特征在于，包括：

步驟S1：確定裝載甲板安全使用的許可永久變形參數；

步驟S2：根據所述裝載甲板的材料參數，建立局部準靜態均布載荷模型，通過非線性有限元計算出不同的所述裝載甲板的板厚、板格長度、板格寬度以及輪印尺寸下一系列輪印載荷下的最大永久變形值，并對所述裝載甲板的所述材料參數、所述裝載甲板的所述板厚、所述裝載甲板的所述板格長度、所述裝載甲板的所述板格寬度以及所述裝載甲板的所述輪印尺寸下一系列輪印載荷下的最大永久變形值均進行無量綱化；

步驟S3：選取一種特定的所述裝載甲板板格的柔度系數，保證所述裝載甲板板格寬度不變，基于所述許可永久變形參數，得到與所述許可永久變形參數對應的許可變形值；

通過有限元計算得出的系列載荷-永久變形曲線，從而分別得到不同的長寬比下的不同的載荷長度和寬度對應的載荷值，然后以其中一種特定長寬比下的不同的載荷長度和寬度下對應的所述載荷值為基準，通過擬合得到與該基準載荷值相應的長寬比影響系數公式；

步驟S4：根據所述特定長寬比，基于所述許可變形值，通過有限元計算出不同的所述裝載甲板的板厚以及不同的載荷長度和寬度對應的載荷值，通過擬合得到所述特定長寬比下的不同的載荷長度和寬度下的載荷-柔度系數無量綱公式；

步驟S5：結合所述步驟S3和所述步驟S4，得到適合不同的長寬比以及不同的載荷長度和寬度下的無量綱板厚設計公式；

步驟S6：將所述無量綱板厚設計公式轉化為有量綱板厚設計公式；

所述長寬比影響系數公式為：

其中：φ_α為長寬比影響系數；m₁為長寬比影響系數的截距；m₂為長寬比影響系數的斜率；a為直升機的輪印長度，單位m；l為甲板板格長度，單位m；s為甲板板格寬度，單位m；

所述載荷-柔度系數無量綱公式為：

其中：Q_p為無量綱載荷參數；k₁為載荷-柔度系數無量綱公式的截距；k₂為載荷-柔度系數無量綱公式的斜率；C_b為甲板板格柔度系數，b為輪印寬度，單位m；

所述無量綱板厚設計公式為：

所述有量綱板厚設計公式為：

其中：t為裝載甲板板厚，單位mm；p為局部均布載荷，即為輪印設計載荷，單位MPa；σ_s為材料的屈服強度；E為材料的楊氏模量。

2.根據權利要求1所述的基于許可永久變形下的裝載甲板板設計方法，其特征在于，步驟S5.1：通過有限元計算結果對所述無量綱板厚設計公式的擬合精度進行驗證。

3.根據權利要求1所述的基于許可永久變形下的裝載甲板板設計方法，其特征在于，在所述步驟S1中，所述許可永久變形參數為無量綱參數，所述許可永久變形參數的取值范圍為0.1～0.4。

4.根據權利要求1所述的基于許可永久變形下的裝載甲板板設計方法，其特征在于，在所述步驟S2中，所述局部準靜態均布載荷模型為雙線性材料參數模型，局部準靜態均布載荷模型的邊界條件設置為四周剛性固定的單板，并在輪印區域施加局部均布載荷。