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船用钢与复合材料混合连接结构设计优化研究
  • ISSN号:1671-4431
  • 期刊名称:《武汉理工大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:U662[交通运输工程—船舶及航道工程;交通运输工程—船舶与海洋工程]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工程大学船舶工程学院,哈尔滨150001
  • 相关基金:国家自然科学基金(61004008); 中央高校基金(HEUCFR1001)
中文摘要:

钢与复合材料混合连接作为一种新型的轻量化连接形式,能够在减轻船体结构重量的同时保证良好的力学特性。结合有限元方法和力学试验,研究复合材料上层建筑与钢质主船体之间的连接结构,即无碱玻璃纤维增强蒙皮与巴萨木构成的夹层板与钢板之间的混合连接结构,对其宏观承载能力、几何特征以及微观材料特性、应力分布进行系统分析,结果表明应用优化设计的混合连接形式能减重约45%。优化几何特征可以有效缓解应力集中,优化后结构的应力水平约为原始构件的12%~38%。因而这种连接形式和设计优化方法对船舶轻量化设计有一定的指导意义。

英文摘要:

The connection between composite and metal, as a new lightweight hybrid joint can reduce the ship weight and ensure its well mechanical property. The purpose of this study was to investigate mechanical performance and optimi- zation methods of the composite sandwiched to steel joints. The main emphasis was placed on the mechanical properties of a hybrid joint between a sandwich E-glass fibre reinforced plastic superstructure and a steel main hull. Based on the ex- periments of a base joint, a new finite element method was used to analyze a series of joints. The optimized joint was presented due to reducing weight and enhancing the mechanical performance. The strength of the optimized joint was also evaluated by finite element method. The result is similar to the base joint and there is no high stress concentration in weak parts. The optimized joint has 45% lower weight than the base joint, and the stress is only about 12 % -38 % of the base one. The results of the present work show that the change of geometric parameters is an effective way to reduce weight and improve performance of the composite to steel joints.

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期刊信息
  • 《武汉理工大学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国教育部
  • 主办单位:武汉理工大学
  • 主编:周祖德
  • 地址:武昌珞狮路122号
  • 邮编:430070
  • 邮箱:whlgdxxb@whut.edu.cn
  • 电话:027-87651953 87397739
  • 国际标准刊号:ISSN:1671-4431
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1657/N
  • 邮发代号:38-41
  • 获奖情况:
  • 全国建材优秀科技期刊,湖北高校先进学报期刊编辑部,湖北科技期刊编辑学会先进集体
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘
  • 被引量:22658