船体结构的有限元分析-模态分析

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　　(1)　模态分析和振动预报
　　在船舶有限元分析中，为了避免船舶结构固有频率与激励频率一致或相近而产生共振，在船舶设计阶段，通常需要对一些船舶结构物进行模态分析。一些典型的结构有：机舱板架、柴油机机架、上层建筑、雷达或导弹发射架等。这其中还涉及到结构相互耦合后的模态分析。文献对某自升式钻井平台的自振特性进行了有限元分析。

　　(2)　稳定和极限强度问题
　　结构稳定性问题是船舶结构设计中的重要问题。近几年来，随着高强度钢的采用，结构的稳定性问题显得尤为突出。由于加筋板格构成的船体板架是船体结构最常用的结构单元，它的屈曲和极限强度分析向来是工程设计人员十分关心的。近20年来，广大造船工作者在板架和加筋板格的稳定和极限强度的计算方法、试验研究等方面做了不少研究，有限元法也被广泛用于研究稳定性的问题。
　　文献把平板与板、杆组合结构以正交异性矩形平板单元离散，应用能量原理建立了非线性时平板结构的分歧屈曲特征方程。引入“层板子单元”模型，将平板弯曲方程的弹塑性解析简化为二维的平面应力状态的层板子单元弹塑性计算。该文将逆迭代法和在载荷增量切线模量法相结合来求解弹塑性屈曲方程的特征值。
　　文献采用载荷渐增的思路，先对板架进行平面梁单元弹塑性解析，然后在此基础上推导出应力矩阵和弯曲刚度矩阵，形成特征方阵，采用逆幂法求特征值。通过采用附加载荷法和合理选择初始载荷，计算结果可以令人满意。
　　文献用有限元法来讨论甲板板架的稳定性，推导出变截面梁元的刚度矩阵和稳定矩阵，探讨了结构稳定性特征值问题的求解方法，用自编程序来计算任意形状的不规则板架的稳定性，并给出精确的失稳波形。
　　文献将甲板板架看作加筋矩形板来进行稳定性计算。文献用SAP5有限元程序分析了某舰一甲板的稳定性。
　　文献综述了船舶甲板板架稳定性的研究现状，并对今后的研究作了进一步的展望。


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