波纹夹层板轮印载荷分配与极限承载能力研究

摘要

船舶上设有直升机甲板，直升机起飞、降落以及停放在甲板结构上时，直升机通过主轮组产生轮印载荷作用于甲板结构，这涉及到轮印载荷在板和骨材之间的分配，以及板格结构的强度、稳定性及极限承载问题。因此，深入开展轮印载荷分配研究，提出具有实用性的实验方法，更加准确模拟轮印载荷分配是十分必要的。
　　首先，本文开展了加筋板轮印载荷分配的实验研究。利用薄膜压力传感器测试轮印载荷区域典型位置的接触压力，采用电阻式应变片测试关注位置的应变，对比分析了几种典型轮印位置、轮印大小和轮印橡胶厚度下的轮印载荷分布特性，获得了加筋板轮印载荷分配特征。
　　之后，基于有限元软件ANSYS的非线性计算方法，提出了分析轮印载荷分配的数值模型，并对实验的各种载荷工况进行了仿真计算分析，对比了各测点的接触压力和静态应变的实测值与有限元结果，结果表明有限元结果与实验结果吻合较好。采用验证了的数值计算模型，进一步分析了橡胶厚度、硬度、板和加强筋相对刚度比、轮印大小等参数对轮印载荷分布规律的影响。
　　继而，进一步研究了波纹夹层板轮印载荷分配特征，建立了其数值分析模型，分析了波纹夹层板上下面板厚、芯层板厚、芯层层高及轮印位置等参数对轮印载荷分布规律的影响，获得了波纹夹层结构的轮印载荷分布规律。
　　最后，分析了波纹夹层板条在纯弯曲载荷下的极限承载能力，获得了波纹夹层板条在纯弯曲载荷下的失效模式和极限承载能力，并与实验结果进行了对比，分析了波纹夹层板条上面板厚度、芯层厚度及下面板厚度对结构在纯弯曲载荷下极限承载能力的影响。
　　本文研究工作为加筋板、波纹夹层板的轮印载荷分配及极限承载能力计算提供了有益的参考。

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1 绪论

1.1 概述

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的主要工作

2 加筋板轮印载荷分配的实验研究

2.1 实验装置

2.2 实验载荷工况

2.3 实验结果与分析

2.4 本章小结

3 加筋板轮印载荷分配的数值仿真分析

3.1 有限元数值模型

3.2 加筋板轮印载荷数值结果与实验结果对比分析

3.3 影响轮印载荷分配的因素分析

3.4 本章小结

4 金属波纹夹层板轮印载荷分配研究

4.1 有限元数值模型

4.2 金属波纹夹层板轮印载荷分配数值结果与分析

4.3 金属波纹夹层板轮印载荷分配参数研究

4.4 本章小结

5 纯弯曲载荷下金属波纹夹层板条极限承载能力分析

5.1 有限元数值模拟

5.2 数值结果与分析

5.3 参数研究

5.4 本章小结

6 全文总结

6.1 全文工作总结

6.2 本文主要创新点

6.3 对未来工作的展望

致谢

参考文献