综合集成桅杆螺栓连接方式研究.pdf

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1、第5卷第6期中国舰船研究V01．5No．6三Q!Q笙!兰旦g!i!!竖!竺竺型!!兰!iP垦!!!!竖垒望竺：丝!Qdoi：10．3969／j．issn．1673—3185．2010．06．008综合集成桅杆螺栓连接方式研究王晓侠-江帆2苏罗青2孙超2杨文山21上海江南造船(集团)有限责任公司军事代表室，上海2019132哈尔滨工程大学船舶工程学院．黑龙江哈尔滨150001摘要：应用ANSYS软件对综合集成桅杆中复合材料和钢材连接部位进行应力分析．采用接触单元模拟螺栓的接触问题。根据6种工况的结果对比分析得出，非等距螺栓布置对降低玻璃钢孔和螺栓的应力水平效果显著．由此得出最优化

2、设计——螺栓间距成比例布置．最优比例为l：1．2。采用S—N曲线对玻璃钢孑L和螺栓疲劳寿命进行了研究。结果表明：成比例间距螺栓布置方式对延长疲劳寿命有益处。关键词：综合集成桅杆；疲劳寿命；螺栓；成比例布置；玻璃钢；不均匀系数；中图分类号：U661．72文献标志码：A文章编号：1673—3185(2010)06—4l一05StudyoftheConnectionModeofBoltingintheIntegratedMastWangXiao-xialJiangFan2SuLuo-qin矿SunCha02YangWen-shan21MilitaryRepresentativeOff

3、iceinJiangnanShipyard(Group)Co．，Lid，Shanghai201913，China2CollegeofShipbuildingEngineering，HarbinEngineeringUniversity，Harbin150001，ChinaAbstract：Stressanalysiswascarriedoutforthejointpartsofcompositematerialsandsteelintheinte-gratedmastwithANSYSsoftware，bysimulatingthebolt'scontactsituationw

4、ithcontactcell．Accordingtocomparativeanalysisofthesixtypesofworkingconditions，thenon-equidistancelayoutofboltshassignificanteffectonreducingthestressleveloftheGRPboresandbolts．Thusthemostoptimaldesignthatboltsshouldbelaidwithproportionalspacingratioof1：1．2wagfound．TheS-Ncurvewasalsousedtoana

5、lyzethefatiguelifeofGRPboresandbolts．Theresultsshowthatthelayoutisbeneficialtoextend—ingthefatiguelifeofthebolts．Keywords：integratedmast；fatiguelife；bolt；proportionalspacing；GRP；non——uniformitycoefficient1引言在现代舰艇中．为了雷达和电子通信系统达到安装要求和技术性能的最佳化．使其必须置于综合集成桅杆上。同时由于桅杆常常处于舰艇结构的最高位置．其隐身性能的好坏直接关系到全舰隐身

6、性的优劣．综合集成桅杆能显著提高舰艇的隐身效果⋯。在国外。综合集成桅杆已广泛应用。在国内．综合集成桅杆的研究还处于起步阶段，相关部门开展了概念设计研究。综合集成桅杆雷达罩顶部由复合材料构成。下部则是由钢结构组成。复合材料与刚结构的连接部位通常是复合材料结构静强度和疲劳强度的薄弱环节．这是由于复合材料具有各向异性和脆性的特点。使复合材料连接部位应力集中严重。要提高综合集成桅杆的使用性能．必须很好的处理连接问题。连接设计所要解决的问题是将异种材料有效地连接在一起．连接接头应能有效传递载荷。同时尽可能减小连接区域的应力集中⋯。基于这种要求和T程经验。螺栓连接是最可行的方式。当前。国内

7、外螺栓连接的研究很多，但涉及在复杂载荷下．玻璃钢与钢结构机械连接的研究还收稿日期：2010一01．23基金项目：海军武器装备预先研究资助项目(401030101)l国防科技合作资助项目(2007DFR80340)；船舶科技预研基金资助(07JI．1．6)作者简介：王晓侠(1962一)．男．高级工程师。研究方向：船舶总体与系统江帆(1985一)．男．硕士研究生。研究方向：船舶与海洋工程结构力学。E-mail：xiongliangyao@smial．com42中国舰船研究第5卷是很少。采用螺栓连