申请/专利权人：浙江工业大学

申请日：2021-05-17

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN113378354B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F17/11;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2021.09.28#实质审查的生效;2021.09.10#公开

摘要：一种考虑剪力作用的薄壁梁弯曲极限强度计算方法，根据荷载和截面中扶强材和纵骨构件的位置，将薄壁梁截面离散成一系列独立无相互作用的板格，建立薄壁梁截面单跨计算模型，输入截面材料的基本材料属性；将极限剪应力乘以板格的厚度和长度得到各板格的极限剪力，合计所有竖向板格的极限剪力，得到船体梁剪切极限强度；施加一个剪力，根据剪流分布假设，计算截面中各板格的剪应力分布；将计算得到的各板格剪应力代入板格组合应力作用下的极限强度失效方程，计算考虑剪力作用后的板格临界正应力；用板格临界正应力替代极限强度计算的简化逐步迭代法中材料屈服强度，进行考虑剪力作用后的弯曲极限强度计算。本发明计算简单、精确且高效。

主权项：1.一种考虑剪力作用的薄壁梁弯曲极限强度计算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤S1，根据荷载和截面中扶强材和纵骨构件的位置，将薄壁梁截面离散成一系列独立无相互作用的板格，建立薄壁梁截面单跨计算模型，输入截面材料的基本材料属性，所述基本材料属性包括屈服强度、弹性模量和泊松比；步骤S2，计算截面各板格极限剪应力，将极限剪应力乘以板格的厚度和长度得到各板格的极限剪力，合计所有竖向板格的极限剪力，得到船体梁剪切极限强度；步骤S3，施加一个剪力，根据剪流分布假设，计算截面中各板格的剪应力分布；步骤S4，将计算得到的各板格剪应力代入板格组合应力作用下的极限强度失效方程，计算考虑剪力作用后的板格临界正应力；步骤S5，用板格临界正应力替代《钢质海船入级规范》的极限强度计算的简化逐步迭代法中材料屈服强度，利用该方法，进行考虑剪力作用后的弯曲极限强度计算；所述步骤S2中，板格极限剪应力计算公式为： 其中，τC为板格的极限剪切强度；ReH-P为板格的材料屈服强度，Nmm2；Cτ为屈曲折减因子，有： λ为板格的参考长细比，有： K为屈曲因子，有： σE为板格的参考应力，Nmm2； 其中，E为材料弹性模量，Nmm2；t为板格净厚度，mm；a、b分别为板格长度和宽度，mm；船体梁截面极限剪力计算公式为： 其中，τci为第i块板格的极限剪应力，ti,li分别为第i块板格板格的厚度和宽度，θi为第i块板格与水平线的夹角；所述步骤S3中，施加一个剪力F，施加剪力小于极限剪力0.75倍的F0，根据剪流分布假设，计算截面中各板格的剪应力分布；合计船体梁截面竖向构件的横截面面积总和，忽略骨材等构件的抗剪能力，根据纯剪作用下极限状态时剪流分布假设，计算截面中各板格的剪应力，竖向板格单元总面积计算公式为： 其中n为总的板格数目，li为第i块板格的宽度，mm；ti为第i块板格的厚度，mm；θi为第i块板格与水平线的夹角；竖向板格剪应力为： 由于剪流的环流效应，使得薄壁梁水平板格中存在剪应力，依据极限状态时剪流分布假设，计算得到水平板格的剪应力；所述步骤S4中，将计算得到的各板格剪应力代入板格组合应力作用下极限强度失效方程，计算得到考虑剪力作用后的临界正应力；对于板格在正应力和剪应力组合作用下的极限强度， 对于σx≥0 对于σx＜0其中，σcr为考虑剪应力作用的板格临界正应力，Nmm2，在考虑屈曲的计算中σx＞0表示受压，σx＜0表示受拉，τ为施加在板格宽度方向边界上的剪应力，Nmm2，σcx为短边受压的板格极限屈曲应力，Nmm2，τc为极限屈曲剪应力，Nmm2，β为板的宽厚比，计算公式为： 其中，b为板格宽度，mm2，t为板格净厚度，mm2，E为材料弹性模量，Nmm2，ReH-P为板格的材料屈服强度，Nmm2；σcx为板的极限正应力计算公式为：σcx＝CxReH-P其中，ReH-P为板格的材料屈服强度，Nmm2；Cx为折减因子，计算公式为： ψ为应力比，取1，λ为板格的参考长细比，λc计算公式为：

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权利要求：

百度查询： 浙江工业大学 一种考虑剪力作用的薄壁梁弯曲极限强度计算方法

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