【技术实现步骤摘要】
一种计算豪华邮轮极限强度的双梁迭代法
本专利技术属于船舶结构设计领域，涉及豪华邮轮极限强度的简化计算方法。
技术介绍
豪华邮轮上层建筑体积庞大、结构复杂且侧壁大面积开口导致剪切刚度较小，剪切变形会比较大，从而削弱了上层建筑在总纵弯曲过程中的作用，降低了船体梁的极限强度。豪华邮轮在弯曲过程中由于剪切变形的存在，不满足平截面假定，所以传统的Smith法不能直接用来计算豪华邮轮的极限强度。虽然对整船的非线性有限元计算能够得出豪华邮轮船体梁的极限强度，但是需要耗费大量的时间和精力，因此，开展对豪华邮轮极限强度简化计算方法的研究很有必要。在船舶极限强度的理论计算方法中，Smith法应用最为广泛，该方法假定船体梁满足平截面假定，破坏仅发生在强框架之间，并将船体梁的结构离散成相互独立的结构单元，通过一系列的迭代计算，获得船体梁的极限强度。然而，豪华邮轮在弯曲过程中由于剪切变形的存在，不满足平截面假定，所以不能直接采用Smith法计算豪华邮轮的极限强度。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术将主船体与...
【技术保护点】
1.一种计算豪华邮轮极限强度的双梁迭代法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n步骤S1，将船体梁横剖面划分成普通扶强材单元、硬角单元和加筋板单元，考虑轴力的影响定义这三种单元的应力—应变关系，建立极限强度的计算模型；/n步骤S2，计算转换层每个支撑构件的剪切刚度、极限剪切位移、总的剪切刚度，并通过比较得出整个转换层的极限剪切位移；/n步骤S3，计算出主船体和上层建筑的初始中和弹性中和轴位置，设定主船体和上层建筑的初始曲率；/n步骤S4，针对主船体和上层建筑的曲率，计算各个单元对应的应变和相应的应力；/n步骤S5，分别对上层建筑和主船体计算纵向拉压力来判断力是否达到平衡，如...
【技术特征摘要】
1.一种计算豪华邮轮极限强度的双梁迭代法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤S1，将船体梁横剖面划分成普通扶强材单元、硬角单元和加筋板单元，考虑轴力的影响定义这三种单元的应力—应变关系，建立极限强度的计算模型；
步骤S2，计算转换层每个支撑构件的剪切刚度、极限剪切位移、总的剪切刚度，并通过比较得出整个转换层的极限剪切位移；
步骤S3，计算出主船体和上层建筑的初始中和弹性中和轴位置，设定主船体和上层建筑的初始曲率；
步骤S4，针对主船体和上层建筑的曲率，计算各个单元对应的应变和相应的应力；
步骤S5，分别对上层建筑和主船体计算纵向拉压力来判断力是否达到平衡，如果没有，则调整中和轴位置，进行多次调整、计算，直到实现拉压力平衡为止；
步骤S6，计算主船体与上层建筑在船舯连接处的水平剪力，以及主船体和上层建筑各自受到的弯矩，由此得出整个船体梁横剖面上所受到的总弯矩，以及距船体两端(1/6)l部分转化层的平均剪切位移，其中l为上层建筑的长度；
步骤S7，继续对主船体和上层建筑增加曲率，重复步骤S4-S6，当距船体两端(1/6)l部分转化层的平均剪切位移达到极限剪切位移时，转换层所受到的水平剪力保持不变，直到整个增加曲率的过程结束，曲率-总弯矩曲线的最高点便是该船体梁的极限弯矩。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中，考虑轴力对受压普通扶强材单元应力-应变关系的影响，普通扶强材单元受压时共有4种应力-应变关系，引入由于轴力产生的相对应变ε0，将轴力产生的相对应变与原来弯曲产生的相对应变加起来代替规范Smith法中的相对应变；
普通扶强材单元的梁柱屈曲临界应力σc1修正公式变为：
普通扶强材单元扭转屈曲临界应力σc2修正公式变为：
普通扶强材单元带面板加强筋腹板局部屈曲，应力-应变关系可由下式表述：
其中：hwe：腹板有效高度，mm：
βw修正公式变为：
普通扶强材单元扁钢腹板局部屈曲临界应力σc4修正公式变为
式中ε0的正负规定如下：由拉力产生的轴向拉伸相对应变为负，压力产生的轴向压缩相对应变为正。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，一道纵舱壁的剪切刚度Tp计算公式为
式中，t为纵舱壁的厚度；G为剪切模量；Hp为纵舱壁高度；Ln为转换层一跨的长度；
一根柱子剪切刚度计算公式为
式中，Ap为柱子的横截面面积；Ip为柱子的截面惯性矩；υ为泊松比；Hb为柱子高度；
转换层一跨内总的剪切刚度T计算公式为
式中，m为转换层一跨内纵舱壁的总数；n为转换层一跨内柱子的总数；Tpi为转换层一跨内第i道纵舱壁的剪切刚度；Tbi为转换层一跨内第j根柱子的剪切刚度；
整个转换层总的剪切刚度Tz计算公式为
...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴剑国，邵智华，田恬，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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