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由硬点引起的船体结构裂纹及其设计原则.pdf
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由硬点引起的船体结构裂纹及其设计原则.pdf
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由硬点引起的船体结构裂纹及其设计原则
摘要:船体结构设计中由于设计不当,往往会在结构中出现硬点,而硬点的出现将会在该区域产生高应力,从
而导致结构出现裂纹。列举了结构设计中常见的硬点类型,提出了相应的改进措施,同时通过国外已有的模型试验
分析数据来说明消除硬点的合理方法。这些方法对今后的船体结构设计具有较大的参考价值。
0 引言
在船舶使用过程中,经常会遇到各种各样的结构裂纹,严重的会导致整个结构出现损坏。因此,在结构设计中
一定要周密考虑,对可能出现的硬点或结构布局中存在的硬点风险进行合理分析,并采用相应的补救措施来最大程
度地消除硬点,保证整个船体结构设计的合理、可靠。
1 船体结构中的硬点
硬点就是船体结构中的局部高硬度区域。硬点的存在将引起船体结构中过度的应力集中,从而导致船体结构出
现脆性裂纹与疲劳裂纹。
根据硬点形成及其工作条件的特征,可以将硬点分为几类,如下所述。
1.1 第一类硬点
当刚度较大的船体结构构件(如肘板、构件等)支撑在刚度很小的构件上(板)时,在支撑区域将出现硬点。
此时,支撑区域的刚度应按载荷作用方向进行评估。
在图 1 中描述了底部结构,在该结构中外部载荷作用方向与加强筋 2 的最大弯曲刚度方向重合。下方加强构件
的一端与上方加强构件的两端间断在板格面上,没有延伸到支撑构件上,在构件的间断位置上将出现硬点。
在图 2 中描述了纵向构件在横舱壁处的连接形式。纵向构件通过肘板与横舱壁连接,在肘板的趾端将出现硬点。
以上几种不同形式的第一类硬点都具有如下特征:板格平面通过线连接的形式来支撑具有高弯曲刚度的构件,在连
接部分的端部将出现复杂的应力状况。
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