船舶下水用气囊力学性能的非线性分析

摘要

气囊下水是利用气囊将船舶从建造船台上移至水域的过程，是我国首创的船舶下水工艺。气囊是船舶下水安全性能最重要的因素之一。然而，国内、外的船舶下水用气囊研究甚少，对气囊的有限元分析更是一片空白，对其进行系统的分析显得十分必要。其研究成果能为气囊的设计提供依据，为船舶气囊下水提供理论支持，因此，具有较高的社会意义与经济价值。
　　 本文详细介绍了气囊的组成及结构特点，对气囊的垂向刚度特性作了初步理论分析，得到了气囊内压与气囊反力的近似计算公式。应用MSC MARC高级非线性有限元软件对实验小气囊进行了数值模拟，通过与实验结果的对比，验证了有限元分析方法的正确性。通过有限元数值方法，研究了帘线角度、帘线层数、帘线间距、气囊直径和气囊初始内压等因素对气囊力学性能的影响。
　　 最后，本文建立船舶下水用气囊大模型，分析其力学特性，得出气囊各组成部分应力分布及气囊刚度和内压与工作高度的关系。