【技术实现步骤摘要】
本申请涉及水面舰船船体结构设计评估的，具体而言，涉及一种水面舰船坐坞船体结构强度有限元计算方法。
技术介绍
1、坐坞是水面舰船设计、建造及全寿命期内使用中不可缺少的重要一环。为确定水面舰船船体最佳的进坞方法、坞墩布置以及在必要时确定结构加强方案，需要进行船体坐坞结构强度的计算。在坐坞状态下，不仅要保证坞墩有足够的强度，而且还要保证船体结构有足够的总强度和局部强度。
2、在坐坞时，作用在船体上的载荷有船体重量、坞墩反力和作用在伸出坞外船体上的风载荷等。在这些载荷作用下，船体承受着纵向和横向弯曲，而直接受到坞墩装置反力作用的结构则容易发生局部结构变形。如果坞墩布置不合理，结构可能发生过大的变形，产生过大的应力而破坏，特别是首尾的悬伸端结构极可能产生较大的弯曲变形,因此需对水面舰船坐坞船体结构强度进行计算校核。
3、目前水面舰船坐坞时一般依据相关的标准规范对坐坞船体结构总纵强度、局部强度和坞墩强度进行理论计算，考虑计算的可操作性，在理论计算中一般将最大弯矩处、两横舱壁之间的中内龙骨简化为两端刚性固定承受梯形载荷的等端面单跨梁来校核其强度(见图1)，m、n为主横舱壁或者次舱壁所在位置的船体肋位号；qm为m号肋位处的坞墩单位长度上的反力值，n/cm；qn为n号肋位处的坞墩单位长度上的反力值，n/cm。其无法考虑两横舱壁之间实肋板等横向构件对中内龙骨的支撑作用，因此对于艉部悬伸段较长的大型水面舰船在校核艉部中内龙骨局部结构强度时会存在剪应力等指标不满足强度要求的情况，此时为更真实全面掌握船体结构坐坞结构强度通常应采用
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种水面舰船坐坞船体结构强度有限元计算方法，解决理论计算中无法考虑横向构件支撑作用的问题，同时简化计算模型，提高计算效率。
2、本申请的实施例是这样实现的：
3、本申请实施例提供一种水面舰船坐坞船体结构强度有限元计算方法，其特征在于，包括如下步骤：
4、步骤a，对于直接与坞墩接触且在理论计算中强度不满足要求的艉部结构建立底部舱段模型，确定模型尺寸；
5、步骤b，将平板龙骨沿横向与坞墩接触宽度范围内所有节点下均设置弹簧单元；
6、步骤c，按照站内单位长度坞墩的刚度系数值k，计算出每站坞墩总刚度k；
7、步骤d，求解单个弹簧单元刚度，即用每站内的坞墩总刚度k/本站内弹簧单元个数n，得出每个弹簧单元的刚度系数；
8、步骤e，根据每站计算反力值反算站内承受的重量f，采用加载节点力的形式将计算的每站重量f加载到模型中进行计算，利用弹簧单元模拟坞墩的支撑作用实现模型的边界约束，采用有限元计算得到底部舱段结构在坐坞状态下的应力值。
9、在一些可选的实施方案中，步骤a所述模型尺寸包括：模型长度以校核舱段首尾各自再延伸一个舱段为准；模型宽度包含坞墩支撑范围；模型高度延伸到船体内底板。
10、在一些可选的实施方案中，步骤c所述每站坞墩总刚度k＝l·k，其中l为每站长度，k为每站内单位长度坞墩刚度系数。
11、在一些可选的实施方案中，步骤e所述f＝l·(f_艏+f_艉)/2，其中l为每站长度，f艏为本站内艏端点反力值，f艉为本站内艉端点反力值。
12、在一些可选的实施方案中，步骤e所述加载节点为实肋板与内底板及旁内龙骨的相交线，即将每站内的计算重量f加载到上述相交线上的节点处。
13、在一些可选的实施方案中，步骤e所述模型的边界约束条件如下：
14、1)在弹簧单元下节点约束z向平动自由度；
15、2)在底部舱段模型艏艉端面建立刚域，艏端面约束x、y向平动自由度以及rotx、rotz向转动自由度，艉端面约束y向平动自由度。
16、本申请的有益效果是：本申请提供的一种水面舰船坐坞船体结构强度有限元计算方法，采用建立底部局部结构有限元模型，结合坞墩反力计算，根据每站计算反力值反算计算站内每站的重量，采用节点力加载的形式实现坐坞载荷的加载，同时利用弹簧单元模拟坞墩的支撑作用实现模型的边界约束，解决理论计算中无法考虑横向构件支撑作用的问题，同时简化计算模型，提高计算效率，保证船体结构坐坞安全，有效指导水面舰船坐坞方案的制定。
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1.一种水面舰船坐坞船体结构强度有限元计算方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种水面舰船坐坞船体结构强度有限元计算方法，其特征在于，步骤a所述模型尺寸包括：模型长度以校核舱段首尾各自再延伸一个舱段为准；模型宽度包含坞墩支撑范围；模型高度延伸到船体内底板。
3.根据权利要求2所述的一种水面舰船坐坞船体结构强度有限元计算方法，其特征在于，步骤c所述每站坞墩总刚度K＝L·k，其中L为每站长度，k为每站内单位长度坞墩刚度系数。
4.根据权利要求3所述的一种水面舰船坐坞船体结构强度有限元计算方法，其特征在于，步骤e所述F＝L·(F艏+F艉)/2，其中L为每站长度，F艏为本站内艏端点反力值，F艉为本站内艉端点反力值。
5.根据权利要求4所述的一种水面舰船坐坞船体结构强度有限元计算方法，其特征在于，步骤e所述加载节点为实肋板与内底板及旁内龙骨的相交线，即将每站内的计算重量F加载到上述相交线上的节点处。
6.根据权利要求5所述的一种水面舰船坐坞船体结构强度有限元计算方法，其特征在于，步骤e所述模型的边界约束条件如
...【技术特征摘要】
1.一种水面舰船坐坞船体结构强度有限元计算方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种水面舰船坐坞船体结构强度有限元计算方法，其特征在于，步骤a所述模型尺寸包括：模型长度以校核舱段首尾各自再延伸一个舱段为准；模型宽度包含坞墩支撑范围；模型高度延伸到船体内底板。
3.根据权利要求2所述的一种水面舰船坐坞船体结构强度有限元计算方法，其特征在于，步骤c所述每站坞墩总刚度k＝l·k，其中l为每站长度，k为每站内单位长度坞墩刚度系数。
4.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：李军，贺双元，滕树生，张可新，余国稳，
申请(专利权)人：中国舰船研究设计中心，
类型：发明
国别省市：
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