3月12日,海洋工程学院邀请英国O+ Asia工程有限公司赵汝江博士,举办了“数值分析壳体薄壁结构”为主题的学术讲座,对数值分析船舶壳体薄壁结构的后屈曲大变形行为进行了深入学术交流和探讨。
讲座中,赵汝江博士简要讲述了由薄板、壳体和薄壁截面组成的薄壁结构在当今船舶设计工程中总体设计和发展情况,其中槽形舱壁(corrugated bulkhead),复合板、铝合金薄壁箱梁已广泛应用在散货船、油船以及HSLC高速船建造当中。之后提供了薄壁壳体结构在工程实际中强度破坏和屈曲失稳的两种不同情况对比,阐述了快速介入和有效预测壳体薄壁结构临界荷载以及后屈曲变形行为分析在船舶设计中的重要性。鉴于如果使用工业规范公式计算槽型舱壁、复合板的临界荷载、屈曲模态等关键数据其结果精确度较低,而通过有限元建模有耗时且不经济,赵博士重点讲解了结合引入膜应力和数值分析技术相结合创新出一种高效、经济、快捷的计算方法,有效满足了业界在本领域的广泛需求。讲座重点讲述了该先进计算方法的基本原理和实现方式,通过折板理论加入弯曲、扭转、偏离力畸变函数形成普通非耦合微分方程组--三阶广义梁理论,然后应用数值差分法对高阶几何非线性方程组求全解,从而令此先进计算方法成为一种严谨和高效的数值工具用于调查薄壁结构后屈曲大变形行为。讲座解释了一阶、二阶、三阶广义梁理论公式形成及其推导过程,格林应变能量公式推导检验,应用逐次迭代法/二分法/牛顿法/线搜索法/回溯线搜索法对离散高度非线性方程组收敛问题的不同处理对比,Timoshenko板壳理论Benchmark测试,冷弯薄壁C型槽钢和两款中间加劲肋薄壁结构算例证明。讲解展示三阶广义梁计算获得的翼缘屈曲结果,以及与商业有限元Ansys、实验以及Eurocode3part1.3工业规范计算结果进行对比。结果展示出三阶广义梁已成为在薄壁结构领域内一种技术独特、严谨和高效的数值工具。最后介绍了三阶广义梁技术应用的前景与计划,以及未来的研究方向。
讲座结束之后,学院相关老师对三阶广义梁技术进行了提问和讨论,对已开发的三阶广义梁理论公式中增加动态振动分析的可行性进行了探讨,并对今后合作初步取得了一致意向。