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《横向分布载荷作用下简支舟桥甲板的弯曲特性》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、横向分布载荷作用下简支舟桥甲板的弯曲特性林铸明1,王红霞2,王德禹2(1.308研究所,江苏无锡214035;2.上海交通大学船舶与海洋工程学院,上海200030)摘要:采用轻质高强铝合金材料设计舟桥的甲板时,其强度计算是初始设计者最为关心的问题之一。本次研究的舟桥甲板采用三层夹心板的结构形式,其横向分布载荷下的挠度和应力的求解问题与一般的单层板不同,虽然可以用有限元法对此进行结构计算,但在初始设计阶段使用该法的计算量大,不方便应用。本文旨在寻求在横向分布载荷作用下,简支条件时,夹心甲板的挠度和应力的解析解,并与有限元计算相比较,为舟桥甲板初始设计提供良好的基础理论。关键
2、词:舟桥;甲板;结构设计;挠度;应力;解析解中图分类号:U66111文献标识码:ABendpropertiesofsimplysupportedpontoondecksundertransverseloadingLINZhu2ming1,WANGHong2xia2,WANGDe2yu2(1.308Academy,Wuxi214035,China;2.SchoolofNavalArchitecture,OceanandCivilEngineering,ShanghaiJiaotongUniv.,Shanghai200030,China)Abstract:Indesignin
3、gapontoondecksystemwhichismadeoflight2weightandhighrigiditymaterial,strengthcalculationisoneofthemostconcernedproblemsfordesignersatthebeginningstage.Thestructureofthepontoondeckinthispaperisofthreelayers,andthesolutionsofdeflectionsandstressundertransversedistributionloadsaredifferentfro
4、mthoseofsingleplates.AlthoughtheFEMmethodcansupplygoodre2sults,atthebeginningstage,itistediousbecauseofcomplextruss2core.Thepaperpresentsananalyticmethodfordeflectionsandstressundertransversedistributionloads.Toverifytheanalyticformula,anexampleisgivenfortwomethods.Thisworkmayprovideagood
5、theoryforde2signersatthebeginningstage.Keywords:pontoon;decks;structuraldesign;deflection;stress;analyticalsolution舟桥1是用于在江河上架设浮桥或结构漕渡门桥的制式渡河保障装备,是陆军遂行渡河工程保障的最主要装备。优良的舟桥装备应当具有快速的机动能力,而减轻舟体结构自重,能提高舟桥的水上机动性。为此,轻量化设计对改善舟桥性能意义重大。采用轻质高强结构材料作为舟桥舟体的结构材料是减轻舟体结构自重的有效途径。甲板是舟桥的主要承重构件,采用轻质高强材料进行甲板结构设
6、计,要确保甲板具有足够的强度、刚度及稳定性,否则会造成结构变形过大或损坏,影响使用,危及安全。因而,甲板在设计载荷作用下的挠度和应力是设计者首先关心的问题之一。用有限元方法,虽然可以得到满意的结果,但是,由于整个甲板结构复杂,计算量大,不适合于初始设计阶段使用。为此本文就舟桥甲板在横向分布载荷作用下,简支条件时的挠度和应力问题提出解析的计算方法,并与有限元计算相比较,为初始设计提供良好的基础理论。矩形板的弯曲问题作为固体力学的研究方向已有近一个世纪的历史。对各向同性线弹性薄板已有很多精确解,大部分可以在Timoshenko的专著2,3中找到,而各向异性板以及层合板的精确解
7、及近似解也有很多研究,并且由Lekhnitskii4及Whitney5相继编辑出版。本本研究的舟桥甲板的弯曲特性采用正交各向异性收稿日期:2004210210作者简介:林铸明(1963-),男,福建莆田人,博士,研究员,主要从事渡河桥梁装备研究。第4期林铸明,等:横向分布载荷作用下简支舟桥甲板的弯曲特性65板理论。对正交各向异性板的研究,文献6采用微分求积方法对矩形正交各向异性板作了三维分析,适合于一般边界条件下,正交各向异性板的弯曲、屈曲和自由振动。而对弹性基础上的板的弯曲问题,文献7也进行了研究。文献8用格林方法研究了固支