針對塔架軟剛臂單點系泊系統(tǒng)所采用的系泊頭圓筒進行理論與Abaqus有限元分析。理論推導(dǎo)出系泊頭圓筒的最佳彈塑性界面半徑和最佳自增強壓力,考慮溫度載荷并分為平面應(yīng)變模型和軸對稱模型兩種情形對系泊頭圓筒受力后的彈塑性應(yīng)力分布進行有限元數(shù)值分析。系泊頭圓筒的工作環(huán)境溫度為（-40～80）℃,圓筒的應(yīng)力分布與工作環(huán)境溫度、外部載荷及徑比系數(shù)等參數(shù)有關(guān)。在對溫度載荷仿真模擬分析中采用重啟分析技術(shù)以節(jié)省計算時間。結(jié)果表明:系泊頭圓筒應(yīng)力分布與工作環(huán)境溫度、外部載荷及滑動軸承厚度等參數(shù)存在非線性關(guān)系。系泊頭圓筒受內(nèi)壓的兩主應(yīng)力分量沿半徑方向隨著半徑的增大周向應(yīng)力先增大后減小,而徑向應(yīng)力的大小卻逐漸減小。 

【文章來源】：機械設(shè)計與制造. 2020,(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

系泊頭圓筒

系泊頭是連接系泊剛臂與上部組塊的部件，如圖1所示。包含一個橫搖軸承和兩個縱搖軸承，在傳遞系泊力的同時，還需要適應(yīng)船體在各種風(fēng)、浪、流、冰等載荷下的橫搖與縱揺運動。系泊頭圓筒為厚壁圓筒結(jié)構(gòu)，如圖2所示。其承受由系泊壓力產(chǎn)生的重載荷，故需要研究其彈塑承載能力及采用自增強時的最佳的自增強壓力，其采用服從米澤斯屈服條件的理想彈塑性材料42CrMo，材料屬性，如表1所示。以CATIAV5R20為三維建模平臺、Abaqus為仿真分析平臺，分兩種情形對系泊頭圓筒受力后的彈塑性應(yīng)力分布進行理論分析計算與有限元數(shù)值分析，并考慮溫度載荷對兩個主應(yīng)力的影響：圓筒的長度無限長即可以簡化為平面應(yīng)變模型；圓筒的長度為600mm即可以簡化為軸對稱模型。圖2 系泊頭圓筒

彈性層殘余應(yīng)力分量為：由式（8）、式（9）并根據(jù)彈塑性層的邊界條件可知σr為從圓筒內(nèi)壁表面塑性擴展至半徑b處時，任意位置上r的徑向應(yīng)力，當(dāng)r=ri，σr=-p，此時的內(nèi)壓即為自緊增強技術(shù)使塑性擴展至b時的壓力，稱之為自緊增強壓力pA。

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3481673