[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

本發明公開一種基于許可永久變形下的裝載甲板板設計方法，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：建立局部準靜態均布載荷模型，對材料參數、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進行無量綱化；步驟S3：選取一種板格的柔度系數，得到許可變形值，計算出系列載荷?永久變形曲線，通過擬合得到長寬比影響系數公式；步驟S4：選取的特定長寬比，計算出不同的載荷值，通過擬合得到無量綱公式；步驟S5：得到適合的無量綱板厚設計公式，將無量綱板厚設計公式轉化為有量綱板厚設計公式。本發明能解決不同輪印尺寸下、不同輪印載荷下以及不同板格尺寸的甲板板厚設計問題。

技術領域

本發明涉及船舶與海洋結構物結構的技術領域，尤其涉及一種基于許可永久變形下的裝載甲板板設計方法。

背景技術

現代艦船或海洋平臺的甲板受輪載作用的情況越來越多，如載有直升機的艦船、海洋平臺及超大型海上浮動平臺,載有輪式車輛的艦船、滾裝船、車輛運輸船等。直升機在緊急著陸甚至墜毀、即時著陸、以及急劇船舶運動下著陸等情況下會對甲板產生巨大的沖擊載荷，在目前的工程設計中，一般采用等效靜力方法求解飛機著陸時甲板的應力和變形，即用一個動力放大系數乘以飛機重量作為等效外力，靜止作用于甲板的某一固定位置上，其中動力放大系數可以在實際飛機著陸問題中得到。在局部輪印載荷的作用下，這些艦船等的甲板會發生彈塑性變形。因此，在輪載等效載荷作用下的甲板板格的彈塑性設計方法研究顯得至關重要。

對于甲板板架而言，目前國內外主要采用彈性理論設計方法，然而，當作用于甲板板格上的輪印載荷導致甲板開始進入屈服，這并不代表甲板已達到極限承載，實際上甲板可以承受比這大幾倍的局部載荷，然后才以某種方式破壞或其永久變形達到不能容許的程度。因此，若整個甲板板架都按彈性理論設計，顯然過于保守。考慮到甲板板格進入塑性時，還有較大的承載能力，為了減輕船舶設計重量，又保證甲板在輪載作用下有較高的安全性能，基于許可永久變形準則下的甲板彈塑性設計方法具有很高的工程實際意義。

發明內容

針對現有的彈性理論設計方法不代表甲板已達到極限承載存在的上述問題，現提供一種旨在能有效解決不同輪印尺寸下、不同輪印載荷下以及不同板格尺寸的甲板板厚設計問題的基于許可永久變形下的裝載甲板板設計方法。

具體技術方案如下：

一種基于許可永久變形下的裝載甲板板設計方法，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，通過擬合得到與該所述一種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。