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编者按

现代海上战争物资消耗巨大，后勤保障任务更加艰巨。军事装备呈现大型化、重型化发展趋势。在大型舰船上，甲板通常会装载作战物资、轮式车辆、履带式车辆、气垫船、登陆艇，因此，在舰船“负重”遂行任务情况下，确保甲板结构的安全具有重要的意义。国内学者对轮印载荷作用下的甲板结构有较多研究，一般将作用在甲板上的轮印载荷视为接触面积内的均布压力来处理，但对于大型装备由搁置脚承重时的甲板结构强度研究较少。此时，装备存在承重大、与甲板之间的非线性接触复杂、接触面积较大以及其他因素的影响，在计算时不能将搁置脚载荷等效为均布压力来处理。

上海交通大学王德禹教授带领的团队以某大型装备搁置脚为研究对象，对甲板进行了非线性接触分析，采用实验验证与数值分析，研究了搁置脚载荷的作用特征，并提出了简化计算方法，对载荷作用下的甲板结构强度计算和校核具有较好的实用性。

——李勇群

www.ship-research.com 《中国舰船研究》2018年第13卷第5期

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搁置脚载荷作用下的甲板压力分布特征实验和数值分析

熊群飞, 徐志亭, 王福花, 王德禹

中国舰船研究，2018,13（5）：10-17

论文主要内容

1）采用非线性接触方法分析搁置脚作用在板格上时甲板的压力分布特征，以找到甲板板应力最大时搁置脚的作用位置。建立搁置脚和甲板的有限元模型，对5种工况进行计算。

隐去顶板的搁置脚模型

工况3示意图（隐去甲板）

工况3接触压力分布图

2）根据有限元分析的结果，设计一个缩尺模型试验装置，以进行甲板压力分布试验，并对数值计算结果进行验证和修订。

甲板模型和搁置脚试验模型

试验测得的压力结果与有限元方法计算的结果总体上能够对应，但实际搁置脚和舰船甲板不可避免地会有各种变形，试验的接触力分布特征比有限元更为接近实际情况。而且由于试验的接触面积很大，载荷也很大，故小于10MPa的接触压力结果是可以接受。

3）简化计算方法。根据搁置脚作用在甲板上的压力分布特征，将搁置脚载荷简化为类似于其他普通轮式车辆的轮印载荷，从而将高度非线性的接触计算转化为线弹性计算，简化了甲板板的计算校核过程，以用于设计初期的结构应力估算。

论文结论

1) 试验和数值计算得到的搁置脚与甲板的接触力规律基本一致，但应用有限元法计算得到的接触力分布更为集中，试验表明搁置脚前端的接触面积大于有限元计算得到的面积。

2) 接触力将主要集中分布在强横梁处和搁置脚前端，其中搁置脚前端两侧块状区域内的接触力使甲板板具有较大的应力，前端的接触合力约占总载荷的25%。

3) 简化计算结果与接触计算吻合的较好，对此类甲板的板厚设计和强度计算具有一定参考价值。

王德禹

王德禹，1963年生，现任上海交通大学船舶与海洋工程结构力学教授、博士生导师。还担任ISSC委员、中国船舶力学委员会委员、上海振动工程学会理事、中国船级社技术委员会海洋工程分委会委员。主要从事船舶与海洋工程结构力学、航天器结构力学方面的教学与科研，主要研究方向为结构动力学、计算结构力学结构优化以及船舶数字化设计等。发表SCI论文40余篇。

熊群飞

熊群飞，1993年生，上海交通大学船舶与海洋工程专业硕士生，主要研究方向为船舶甲板接触计算等。

“

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摘要和全文链接

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