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NASTRAN在整船强度有限元分析的应用

发布于:2024-07-29 20:37
有限元分析

      运用自编程序Inertia F计算有限元分析模型每个自由度的惯性力,添加到强度分析的bdf定件中,递交NASTRAN进行强度运算。事实上本文中此处应力计算结果并不是最重要的,惯性力是否能平衡才是最需要关注的,只有原先已有载荷与后面计算添加的惯性力平衡,才能证明所计算出的惯性力是正确的,从而才能保证随后计算的应力状况是所需要的强度分析结果。
      整船强度有限元分析中,船体处于自由泊由状态,必须在合适的部位添加很小刚度的弹簧单元支持船体,才能既保证分析的进行,又符合实际情况。在此为了方便对比考察惯性力的添加正确与否,仍取为质心点处全约束,加上惯性力之后,计算出盒状结构应力状况,此应力结果可用于强度校核。此时由于添加了惯性力,质心点处方向约束反力和反弯矩,也就是剩余的不平衡力与弯矩都非常小,可以忽略不计,原不平衡力已经被惯性力平衡,如表所示。
      遵循上述的技术路线,可以利用PATRAN和NASTRAN软件实现波浪载荷下整船的强度分析。但在实现过程中需要注意下面几点:
      (1)建立好全船的有限元模型之后,需严格检查消除离散化过程中的错误,并进行优化及节点重编号。在后面的步骤中不要再改变模型的节点编号,否则输出质量矩阵的自由度次序会出错。
      (2)惯性主轴的方向矢量应保证一定的精度,如果有效位数太少,计算惯性力产生的误差会较大。其他输出信息也要保证精度。
      (3)由于拓扑信息、质量矩阵的获得以及惯性力的输出通过文件传递,应当熟悉相应的格式要求,保证数据传送的准确性。
      (4)在自编程序中最好加入总质量、质心、转动惯量以及总惯性力的计算等功能进行相关核算,保证计算结果的可靠性。
      按照本文提出的方法可以在不必精通DM AP语言的前提下较为轻松地达到预定的全船强度分析目的,在实际工程分析中有一定的实际意义,同时本文提出的方法对于利用NASTRAN软件进行其他变化惯性力场载荷下结构分析,例如建筑结构准静态法抗震分析等问题,也可以提供参考。


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