气垫围裙连接结构数值仿真及改进设计

[目的]气垫围裙连接结构设计目前多采用经验公式的方法,采用数值仿真方法的较少.针对围裙连接结构的特殊性,提出考虑螺栓连接、多构件复杂接触以及围裙与金属构件相互作用等因素的连接件三维有限元模型构建方法,从而为围裙连接结构设计提供有效的手段.[方法]以气垫船艏部围裙连接结构为例,构建相应的精细化模型,然后根据某气垫船围裙系统静垫升成型结果得到的垫升和极端工况下的载荷,计算围裙受拉后连接结构各构件的应力分布情况,并在此基础上对关键构件提出改进方案.[结果]结果显示,船体板螺栓孔上缘、销轴端部以及铰链的过渡部分为主要的高应力区域;提出的局部加厚以及封闭式搭扣这2类改进方案均使围裙铰链最大平均应力下降20％以上,证明所提结构改进方案可以有效提高铰链的承载能力.[结论]所提数值仿真思路能够有效地对围裙连接结构强度进行计算,提出的改进方案可为设计提供支撑.