潜艇平台大变形的控制研究

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第５ 期
船
海
工
程
第 ３ 卷 ９
式中： Ｋ ——设 置 于节 点 ｋ上 的 弹性 支 柱 的刚性 系数 ； ． ＿ ， —＿ 横梁 惯性矩 ； ｎ ——横 梁数 ；
— —
矩 ， 解 过程 比较繁 琐 。 求 根据 上述 步骤 ， 带入平 台结构 的结构参 数 ， 计 算 出平 台 横 梁必 要 惯 性 矩 为 Ｊ 一 １ ３Ｃ Ｉ， ７ ｌ４ 而实 Ｔ
对 于在 中问纵梁 与横 梁 的交点 上用 支柱 加强 的板 架 ， 使下 述关 于未 知力 Ｐ 的齐 次方程 组 的行
收 稿 日期 ： ０ ９ ｌ — ４ ２０一１ ２ 修 回 日期 ： ０ ９１ — ７ ２ ０ — ２１
列式 等 于零 ， 可求 得其稳 定 性方程 Ⅲ ：
Ｋ —
ห้องสมุดไป่ตู้
图 １ 平 台结 构 简 化 模 型
２ 平 台结 构 的稳 定 性 计 算
将 上 图 １ 示 的平 台结 构模 型继续 简化 为带 所
有 两根 支柱 的板 架结 构 ， 图 ２ 见 。
的变形 ， 变形 直接影 响 着平 台上 管路 的安 全 ， 该 平 台变形 过大 ， 安装 在其 上 的管 路将 会被 折 断 ， 艇 潜
—
性矩 ， 于平 台最 终变 形 的理 论推导 比较 复杂 ， 对 涉 及到 塑性理 论 分析 等 ］ 。借 助 于 大 型有 限元 分 析软件 Ａｎ ｙ ， 立 潜 艇 某个 舱 段 平 台结 构 的有 ｓ ｓ建
工 程 中得 到广 泛的应 用 。潜艇 内部平 台结 构设 计
如 图 １ 示 的基本 结构 。 所
时 一般 不参 与 耐压 船 体 的强 度 和 稳 定性 计算 ， 为 典 型 的横骨 架式 板架 结 构 。潜 艇 内部 平 台结构 在 设 备等 横 向载荷 作 用 下 的强 度 已经 过 计 算 校 核 ， 其 变形 仅 限于小 变形 范 围 。然 而 随着 潜艇 下潜 深
度 的增 加 ， 台结 构 受 到来 自耐 压 船 体 变 形 而 产 平 生 的挤 压越 来越 严重 ， 形也 越来 越大 ， 而导 致 变 从 平 台结 构最终 发 生大 变形 。实际 的深潜 实 验结 果 也显 示潜 艇 内部 的某 些 舱段平 台结 构 出现 了较 大
潜 艇 耐 压 船 体
作 者 简 介 ： 大 炜 （９ ４）男 ， 士 生 。 胡 １ ８一 ， 硕 研 究方 向 ： 体 结 构 船
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际 的平 台横 梁 惯 性 矩 大 致 为 Ｊ 一 ６ ｍ 明 ｚ ７ｃ 。Ｊ
整 参数 ， ｌ ≤ ； ，［—— 横 梁 的支 座 固 定 力 偶 系数 ） ） 和参 数 ／，的表 达 式 函 数 ， ２ 查
表。
显 大于 － ， 知平 台结构 在耐 压船 体 的挤 压 下 已 ， 可 。
的安全 性也 受 到 影 响 。 因此 ， 台 的变 形 控 制 是 平
必 须解 决 的实 际工程 问题 。
Ｉ
１ 潜艇 平 台结 构 的基 本 模 型 图
６ ｆ
潜艇 内部 平 台结 构作 为人 员 、 备 及 仪 器 的 设 支撑 载体 ， 受 力 形 式 比较 复 杂 。然 而 潜 艇 内部 其 平 台结构 在设 备 等横 向载 荷作 用下 的强 度 已经 过
第 ３ ９卷 第 ５ 期 ２１ ０ ０年 １ 月 Ｏ
船 海 工 程
ＳＨ Ｉ Ｐ Ｏ ＣＥＡＮ ＥＮ ＧＩ ＮＥＥＲＩ Ｇ Ｎ
Ｖｏ ． ９ Ｎｏ ５ １３ ．
Ｏ ｃ ． Ｏ１ ｔ２ Ｏ
潜 艇 平 台 大 变 形 的 控 制 研 究
胡大炜 ， 张锦岚 ， 小宁 ， 陈 张 政
计算 校核 ， 变 形 仅 限 于 小 变形 范 围 。这 样 在平 其
台变 形 的 时候 忽 略 平 台上 设 备 等 产 生 的横 向 载
荷， 仅考虑 耐 压 船 体对 平 台 结构 的作 用 。基 于上
—
述考 虑 ， 对 于该 舱段 的平 台结 构 图 ， 其 简化 为 相 将
图 ２ 平 台 简 化 模 型
性。
关 键 词 ： 台结 构 ； 变 形 ； 制 方 法 ； 限 元 计 算 平 大 控 有
中图分类号 ： ６．３ Ｕ６ １４ 文献标志码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ １７ ５ （０ ０ ０ —１ ９０ １ ７ ９ ３ ２ １ ） ５０ ６ ４
平 台结 构 由 于具 有 受 力 合 理 、 量 轻 及 用 量 重 省 等方 面 的优点 ， 造船 、 空 、 天 、 在 航 航 机械 及结 构
（ 汉 第 二船 舶 设 计 研 究 所 ， 汉 ４ ０ ６ ） 武 武 ３ ０ ４
摘
要 ： 潜 艇 平 台 进 行 结 构 简 化 ， 对 其 稳 定 性 进 行 计 算 ， 析 潜 艇 内 部 平 台结 构 产 生 大 变 形 的原 因 ， 对 并 分
借 助 Ａｎｙ 有 限 元 分 析 软 件 ， ｓｓ 通过 改 变 平 台结 构 的 相 关 参 数 进 行 计 算 分 析 ， 比较 各 参 数 对 平 台 变 形 的影 响 ， 提 出 控制 平 台 结 构 大 变 形 的方 法 和 措 施 ， 保 平 台变 形 量 在 允 许 的 １ ｍ 内 ， 保 证 安 装 在 其 上 管 路 的 安 全 确 ０Ｉ Ｂ 以
经丧 失 了稳 定性 ， 而 出现较 大 的变 形 ， 从 该变 形严
重影 响 了管 路 的安 全性 。
Ｌ —— 板架 宽度 ；
Ａ（
．
３ 平 台 结 构 大 变 形 的 控 制 方 法 研 究
前述 理论推 导 只能确定 平 台加 强筋 的必要惯
其 中： －再 ７
— —
横梁 弹性 固定 的柔 性系数 ；