吊耳局部有限元建模技术分析

ANSYSY分析局部受力情况

SHIPENGINEERING　Vol.31Supplement2009

　船舶工程

总第31卷,2009年增刊　

吊耳局部有限元建模技术分析

肖文勇,　佘　凯

(中国舰船研究设计中心,武汉　430064)

　　摘　要:文章中提出了几肿简化处理方法来模拟插销与吊耳的接触.通过有限元计算结果比较,发现

提出的简化处理方法与接触算法计算结果接近,且耗时少、操作简单,可以将这些简化处理方法广泛应用于吊耳的有限元强度校核.　　关键词:吊耳;插销;接触;有限元强度

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　　中图分类号:U664.43　　文献标识码:A　　文章编号:100528354(2009)Z2204

Theanalysisoffiniteelementtrunnion

XIAO(ChinaShipuhan430064,China)

Abstract:Severalsimtosimulatetheconditionofcontactbetweenaboltanda

trunnion.withhighercalculationspeed,moreconciseprocessandsimilaritycalculatedwthetraditionalcontactcalculationmethod,andcanbeextensivelyappliedinthestrengthcheckingatrunnion.

Keywords:trunnion;bolt;contact;finiteelementstrength

0　前言

触关系时,需要较高的计算机配置,且计算时间过长.为了简化有限元计算,本文提出了几种简化处理方法来模拟插销与吊耳的接触.通过计算比较,发现提出的简化处理方法和接触算法结果接近.

1　吊耳有限元计算1.1　接触算法

吊耳用于许多设备的运输与起吊,吊索通过插销固定在吊耳上.在起吊过程中,插销与吊耳孔边接触时,吊耳承压面上应力分布非常复杂.因此吊耳的设计是一项十分重要的工作,它直接关系到运输和起吊的安全.在制造、运输和安装过程中往往很容易被忽视,问题也就容易出现在吊耳上.当设备质量较小时,吊耳所承受的载荷也较小,一般无须对吊耳的强度进行核算.但对质量大的设备,则必须对吊耳的强度进行核算,以避免在起吊过程中对吊耳造成破坏.

目前对吊耳还没有规范的强度计算方法.在实际工程设计中,一般采用理论算法对吊耳的强度进行校核,主要包括以下三方面:吊耳危险截面强度校核、吊耳孔与插销接触强度校核以及吊耳与被吊件焊缝的强度校核

[1,2]

接触问题属于不定边界问题即边界条件非线性问题,即使是简单的弹性接触问题也具有非线性,其中既有由接触面积变化而产生的非线性以及由接触压力分布变化而产生的非线性,也有由摩擦作用产生的非线性.这种非线性和边界不定性的接触问题求解是一个反复迭代的过程.

对于接触问题,除了其场变量需要满足固体力学基本方程,以及相应的定解条件外,还必须满足接触面上的接触条件.接触条件主要包括两个方面:1)接触体之间在接触面上的变形协调性,不可相互侵入;

2)摩擦条件.对于接触或将要接触的两个物体,其界

.同时也经常采用有限元方法对吊耳的

强度进行校核.采用有限元计算时,最为准确的是采用接触算法来模拟插销与吊耳孔承压面的接触.该方法的优点是能很准确的模拟实际受力情况,计算结果准确可靠;缺点是接触算法设置复杂,当存在较多接

收稿日期:2009202209;修回日期:2009206211

面接触状态可以分成分离、粘结接触和滑动接触三

作者简介:肖文勇(19792),男,工程师,硕士研究生,主要从事船舶结构设计研究.

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