球—环—柱组合壳结构的应力特性分析

熊景毅，刘勇，马建军430205武汉第二船舶设计研究所，湖北 武汉

期刊网址：www.ship-research.com引用格式：熊景毅，刘勇，马建军.球—环—柱组合壳结构的应力特性分析［J］.中国舰船研究，2017，12（2）：92-99. XIONG J Y，LIU Y，MA J J. Stress strength characteristics analysis of sphere-toroid-cylinder combined shell［J］. Chinese Journal of Ship Research，2017，12（2）：92-99.

摘 要：［目的］球面舱壁以其较高的容重比和材料利用率等优点被广泛应用于大潜深潜器中，球—环—柱组合型式的球面舱壁结构形式简单，力学性能清晰，建造工艺难度相对较低，具有较好的工程适用性。为了研究球—环—柱组合型式的球面舱壁结构在均匀外压下的应力强度特性，［方法］结合壳体控制方程，建立适用于球Riccati面舱壁结构强度计算的 传递矩阵法，在此基础上讨论球壳半径、过渡环半径、边界刚度等参数对球—环—柱球面舱壁结构强度的影响；结合工程应用，初步提出能表征球面舱壁几何形状和力学特性的扁平度概念，研究其对结构强度的影响作用，并给出扁平度的建议取值范围，在此范围内，环肋柱壳对球—环组合壳形成的力学约束可近似认为是简支约束。［结果］研究表明，当球—环—柱组合型式的球面舱壁结构的扁平度取值为0.5~0.6时，应力强度性能良好。［结论］所得结果可为球—环—柱结构设计提供参考。关键词：Riccati传递矩阵法；球—环—柱组合壳；结构强度中图分类号：U661.43；U663.1 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1673-3185.2017.02.012