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摘要：为了对船舶动力学研究结果进行应用，选择铰链接头这个船舶之中的典型结构作为切入点加以研究，结合已知的板壳有限元理论，构建起相应的有限元模型。最终用其与惯性释放计算理论加以结合，计算出船舶的铰链结构动力学特性。通过分析计算结果发现，如果不考虑结构比较复杂的边界条件，还可以通过惯性释放技术，将结构动力学特性有效计算出来。
关键词：船体结构设计；惯性释放；壳板理论
船舶航行期间，所有的结构都会呈现为一种自由的状态，这也说明船体并没有受到水流的约束，为了能够得到船舶动力学的响应，我们一方面，可以选择水流里面一些荷载当量来作为外载荷，并且对于船身予以加载。另外，我们还可以结合有限元的方法，对于船舶之中各个结构的有限元模型加以构建，并且还要结合惯性释放原理，准确的计算动力学响应。我们分析惯性释放原理，可以认为其属于一种迭代计算的方法，在迭代计算的每个环节之中，可以结合外界荷载的大小，以及结构的质量分布情况，对于应力控制方程予以不断的修正，通过这样使我们可以在不考虑约束边界的情况之下，把结构的任意响应准确计算出来。如上文所述，本文采用的研究对象是铰链接头结构，属于船舶之中一种典型的结构类型。
一、惯性释放的概述
因为船舶在行进的过程之中会受到多种多样的外荷载，为了将其动力学特性获取出来，我们常常需要进行极为复杂的力学转换，转换的过程之中很有可能出现一些计算误差，这样就会直接影响了计算结果的准确性。其计算过程中主要是把平衡微分方程，当成多个迭代步，通过这样进行修正计算，在各个迭代环节之中，不断的进行结构惯性载荷的修正，并且应用形函数将其向荷载列向量之中进行投影，经过反复的计算，得到一个科学和精确的解。所以，在计算船舶结构力学期间，这个方法拥有很大的实际意义。
惯性释放计算原理应用期间，主要是通过对自平衡微分方程进行构造，其中载荷向量如下图所示：
随后又应用parasolid数据格式将构建起来的三维几何结构向着hypermesh环境进行交换，并且进行网格离散的处理。为了使计算的精度得到保障，本文之中所应用的是4节点的四边形壳单元来离散空间，由此极大的提高了形函数所具有的精确性。我们通过图2可以发现网格离散之中，应用4节点四边形网格，可以和实际几何空间的结构极为相似，而且划分的效果也比较理想。
根据有限元板壳理论编程进行求解，我们可以求取出图3所示的，有关于船舶铰链接头的结构动力特性的计算结果。通过图3我们还可以发现，如果不考虑复杂边界条件的话，我们还可以使用惯性释放技术，把结构动力特性便捷有效的获取出来。
三、结束语
本文研究过程中为了获取到船舶动力学的响应，而选择了船舶之中铰链接头这个比较典型的结构作为研究对象，结合板壳有限元的理论，对其有限元模型加以构建，并且有效的结合惯性释放计算理论。并且通过公式证明了该原理应用过程确实能够取得良好的效果，希望能为阅读本文的相关人员提供一些经验参考。
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论文作者:曹浩,陈应黄
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第9期
论文发表时间:2019/10/24
标签：结构论文; 惯性论文; 船舶论文; 船体论文; 动力学论文; 铰链论文; 荷载论文; 《建筑细部》2019年第9期论文;