耐压舱壁长圆门围栏承压变形研究.pdf

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1、第34卷第6期2012年6月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．34，No．6Jun．，2012耐压舱壁长圆门围栏承压变形研究曲源，何福志，黄镇熙，伍莉，周海波(武汉第二船舶设计研究所，湖北武汉430064)摘要：采用有限元法研究了承受横向压力时，耐压舱壁长圆门区域结构的变形。提出了一种分析长圆门围栏与舱盖接触端面变形的方法。通过参数化建模，进行多参数的离散变量分析，揭示围栏变形的规律。提出控制接触面变形的设计要求，以保证新型舱门的密封性。关键词：耐压舱壁；长圆门；参数化建模中图分类号：U674．76．03+l文献标识码：A文章编

2、号：1672-7649(2012)06—0020—05doi：10，3404／j．issn．1672—7649．2012．06．004Theanalyseondeformationofthewallofsubmarin．ebulkheadoblong·hatchQUYuan，HEFu·zhi，HUANGZhen—xi，WULi，ZHOUHai-bn(WuhanSecondShipDesignandResearchInstitute，Wuhan430064，China)Abstract：Thispaperanalysesthedeformationofsubmar

3、inebulkheadoblong-hatchintheca∞oftransversepressurebyusingFEM．Anapproachisdevelopedtocalculatethedisplacementoftheinterfacebetweenthehatchplateanditsstrengtheningwall．Then，basedonparameterizedmodeling，肌analysethroughdiscret，emultiparameterregulationiscarriedout，andthedeformationmodeo

4、fstrengtheningwallisrevealed．Asaresult，thispaperfiguresoutthedemandsofstructuraldesignwhichintendforconstrainingthedisplacementoftheinterface，andtherefore，thecapabilityofwaterproofofthehatchcanbeensured．Keywords：submarinebulkhead；oblong-hatch；parameterizcdmodeling0引言潜艇通常采用内部平面舱壁分隔舱室。

5、内部舱壁结构作为艇体安全性和救生性的一种保障，设计时应具备在救生深度⋯下一次承载的能力。目前，内部舱壁结构已有一套较为完善的设计计算方法旧1。由于舱壁结构较复杂，且关联结构多，近年来也进行了对加强筋扶强肘板等小型构件的优化研究旧1以及舱壁水平桁材与刚性平台结构的相互作用方面的研究卜’工作，并取得了一些结构设计应用成果。舱门孔是舱壁上的最大开孔，能保证人员和小型设备穿舱。圆门是耐压舱壁上最为常用的一种结构形式，由于其开孔尺寸较小且形状规则，通过围栏加强的方式容易控制开孔区域的变形和应力，从收稿日期：201I一06—23作者简介：曲源(1984-)，男，工程师，从事

6、船舶结构设计工作。而保证舱门处的密封性能，但缺点是人员和设备通行较为不便。与圆门相比，长圆门开孔面积增大，也更符合人体工程学，便于人员和设备通过。但长圆门开孔及其加强结构对舱壁结构的变形与强度产生一定的不均匀性。数值方法是分析舱壁及长圆门加强结构变形的手段之一，其计算结果可为耐压舱壁结构的安全性和密封性提供设计参考。本文采用有限元法，针对舱门的密封要求，对长圆门围栏与门盖板之间的相对变形进行研究，通过改变部分结构参数对该变形的变化规律进行描述。1内部舱壁结构设计1．1舱壁结构设计本文舱壁结构仅考虑了舱门在舱壁中部的布置第6期曲源．等：耐压舱壁长圆门围拦承压变形研

7、究2l·方案，因经初步分析可知，对于舱门偏离船中的情况，一般通过在两舷加不等强的加强筋可使开孔区域变形情况与在船中处类似。首先依据规范”1设计内部舱壁一、二级结构加强框架，在开孔周围加围栏。根据长圆孔力学特性在孔长边两侧设置框架，再参照圆门开孔设计经验布置长圆门开孔周边的防挠材。内部舱壁及长圆门结构简图如图I所示。戛!画出I．2舱壁结构有限元模型使用Ansys软件建立参数化的有限元模型，模型中耐压壳板、舱壁板、水平桁材及围栏等采用SHELL63壳单元，肋骨、桁材及防挠材面板、部分舱壁加强筋采用梁单元BEAMl88模拟。有限元模型如图2所示。田2麓璧爰长圈门有限元

8、田F．唔2TheFEmo