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《提高加肋圆柱耐压壳总稳定性的有效方法》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、卷期−./01第第海洋工程)./!∀年月#∃%&∋%()%)∗+)%%,+)∗.23#4.61)57!∀提高加肋圆柱耐压壳总稳定性的有效方法施德培李龙渊张晓红8上海交通大学9提要本文应用能量法推导了一种新型的潜水器耐压壳结构非匀加肋圆柱壳总失稳压力的计—算公式0临界压力的理论分析和试验研究表明:非匀加肋较之匀加肋能更有效地提高圆柱壳的总稳定性0、一引言,几乎迄今为止所有外压圆柱壳的肋骨惯性矩沿圆柱轴线方向是等距均匀分布的8图。,,。/8;99然而从舱段总稳定性考虑此种结构显然不太合理因为加肋圆柱总体失稳,圆柱壳中央部分的径向失是纵向形成一个半波8除非舱段中央部分
2、的肋骨刚度相当大9。,稳位移最大这可由公式89或图<看出该处肋骨失稳时提供的变形能较之靠近舱壁。,的同样尺寸的肋骨提供的为大因此如果中央部分的肋骨惯性矩较近舱壁的肋骨惯性矩,=,大则肋骨材料就能在抵抗失稳中得到充分的利用换句话说非匀加肋8图8599将比匀加肋的圆柱壳的临界压力要高8在舱段肋骨总惯性矩相同的条件下9。下面将从推导,。所得的理论公式具体算例和模型试验来证实这一结论尸‘,0>>,,>0一州‘1一一下”图加肋壳结构形式“卷?海洋工程叫一1小>≅≅一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一≅≅一一一一一一Α州卜二二舀尸11一1一一1一>/少必岁生≅≅一否尹‘Β一
3、Β<、∀一明!巴图二一859失稳模型及简图公式由来简介,设舱壁对加肋圆柱壳起简支作用则满足此边界条件的三个失稳位移分量#圆柱坐标、、。,护三个方向见图%∃为份二」劝&外尹。。,,公∋())∗钻卯∗+&#∃叨二−∗+&仆甲.+&!式中!圆柱壳在相邻两舱壁间的距离/—/哪失稳时壳体沿轴线方向形成的半波数“—/失稳时壳体沿圆周方向形成的整波数、—、。0(1为未知常数。运用李兹法经复杂的演算#参考文献〔2〕可求得舱段总体弹性失稳理论临界压力3454&获云饥几,。777一一7佗,9,79二二二9二%67扮二二二二86!刃活‘7吕、忿‘二一一侧99一二一一盆、一:一一7,一‘
4、、妈一2十7‘5;,份’一面『丁蕊石‘。忿‘」。’厂召“几砰二丁干玩息一”一7一“叹饥5十外哈场!介”厂一中提高加肋圆柱耐压壳总稳定性的有效方法一肆其一<“’Ε,0Δ%。一/9‘刃乙九劣Χ8:,Γ;侧>+Η4琴劣<6蔽而厂Φ于一一一一口8一Χ百一ΧΧ乡Χ&Ε““,Ι二Κ/<8一拜9为壳板的抗弯ΛΜ/Χ度=%ϑ刀材料的弹性模量=一户泊桑比=才—=壳板厚度—=,圆柱壳半径—乙肋骨间距=二—+沿,方向可变的肋骨8带板9惯性矩=;—。一二,ΚΕ、。8<9式中的积分项是肋骨对舱段临界压力Ν的贡献,,对一般加肋圆柱壳壳板的抗弯刚度远小于肋骨的抗弯刚度故可略去8<9式中方,于是:括号内
5、的第一项∀!名今;络,Η4乙一哪%Ν外<一0Π<;<“;“Ο。“ΑΟ饥8哪9%%。%,#一2∃/Χ0奋夕踢兀劣0Θ3777Ρ?9两子<2田93一不Ε8=百一=习户—=三、非匀加肋与匀加肋的比较,二5#一∃匀加肋#图2#∃∃,∋,一常数由#>∃式得饥‘54、,8Α8#一一∃∋9石玉而万3卫左>∋3千叹?砰“5“。Β2儿!Β#饥Χ%8Α,计算表明。7时≅最小即一二“ΒΑ8#一8∃刀砍一4≅肠6∗“5Ε、Χ一Φ#∃一+ΧΔ5#ΧΒ乙,。上式方括弧里的第一项表示壳板对稳定性的贡献第二项表示肋骨对稳定性的贡献对,,。一般结构后者常为前者的五倍以上可见肋骨对稳定性的作用之大。
6、#二∃跨中大肋骨加强#图2#∃∃,,在一!;处有了根惯性矩为=的大肋骨相应于此种结构的舱段总稳定性的理论临界,,<压力可由#>∃式得出#只讨论仍一2因”一时大肋骨不失稳只是大肋骨与舱壁间,问题就退化为匀加肋∃%失稳66。“8‘3一796口、Α#一∃=#=一=∃月刀附?汽一二玉+〕丁又=了「十8十≅7,=卜一8下「Γ∗5“Η醚Β#几“ΧΙ一9Β>!—∃口、少?<海洋工程卷,“如Χ二+则上式大括弧中的第二项将成为公式89中方括弧内的第二项%/80一/9Κ0’,,,,,不为使它增长厂倍8如了二9若采用匀加肋则每根肋骨的应增长为了+整Σ,个舱段中Σ挡肋骨总共增加的
7、惯性矩将为8Τ一9+如将此值全部加到中间一根肋骨,,,上使它成为大肋骨则Χ一Χ十Σ8Τ一/9+8Π9式中大括弧中的第二项。<<0<几<,0<Ο<Π<%8一Μ9「一Χ一+9+%一/9「88一18了>一9+一生二认面二今Ο二上竺生后面瑞Ο七全梦寸只二舟笋Λ”左,’卜,牡一Λ巡一,Ε了一铸ΕΧ一丑ϑ丑丁>8习ΟΑ拜竺Υ0二0‘≅,≅。么<。<<刃了8石一,一9「<Π8Τ一Η9Κ一%/80石、一11/9一二1一兰兰立长二卫Ο,厂分下下于澎一二二二兰盖二兰一‘,、?子一Ε‘0?、“厂一且<
