在潜艇的设计过程中,设计结构时,常常采用各式各样的旋转组合壳,如锥-柱组合壳、柱-椭球组合壳、环-球组合壳等[1]。因此,很多科学家开始加强对上述组合结构连接处的强度计算和承载能力的计算的研究,并取得一定的研究成果,认为球-环-锥结构是一种特殊的旋转组合壳,分析它的结构强度的方法可适用于其他各种旋转组合壳的强度分析。运用解析法来求解组合壳结构的强度问题是不容易的,因为组合种类繁多,而且内部结构不统一等。所以,通常用半解析解法和数值解法来求解这些复杂的组合结构,其中半解析法包括弹性基础梁法、分区样条等参元法、解析单元法、有限元法、传递矩阵法[2] 86044
结构强度计算和设计最常用的方法是有限元法,因为他本身的特性即可以把复杂的结构化为无限个小的简单的单元进行计算分析。当然有限元也存在着问题,例如,在有限元的前期准备时,结构的所有参数都要准确的定义,庞大的工作量会使操作过程中的错误率大大的提高,影响计算结果。所以,还有其他几种计算强度的方法:弹性基础梁法、分区样条等参元法、“力法”、解析单元法、和传递矩阵法。要根据具体的实际情况选用不同的方法。“力法”求解旋转组合壳强度问题的前提条件是可以直接根据薄壳的有矩理论给出各个壳段的解析表达式论文网,但是能给出解析解的壳体都是些具有非常简单几何形状(均匀厚度的柱壳、锥壳、球壳)、简单荷载(均匀外压或内压、集中力)的结构,同时为了满足设计的要求和较高的计算效率,这种情况下,就进行了简化计算,做了一系列的合理的简化假设和简化计算,这在很大的程度上到这了计算的误差和计算的结果偏差较大。解析单元法分和区样条等参元法,分别采用幂级数和样条函数来模拟组合壳中每个分段的位移分量,在加载边界条件的过程中,其函数必须满足结构的边界条件,在求解的最后需要进行收敛性讨论,这在某种程度来说,是对施工人员的带来了巨大的麻烦。弹性基础梁法是将工程结构中的每个小结构看成是承受不同载荷的弹性基础板条梁,方法比较便捷,计算量小,施工人员容易操作,得出的结果误差也不是很大,但是按照其基本原理可以知道她仅仅能解决的是板环壳的长短问题,对于其他问题(厚度,角度等)是不适用的,所以从目前看来,这种方法的局限性太大。
旋转组合壳国内外研究现状:http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_101857.html