I型金属夹层结构连接构件强度特性研究及灵敏度分析

在国外，激光焊接钢质夹层结构已用于实船，其连接构件的强度特性是尚待解决的关键问题之一。应用有限元分析软件ANSYS，研究2种典型连接构件的面外强度特性及灵敏度。计算中，为降低计算规模，采用MPC壳体连接和子模型分析技术；进行灵敏度分析时，为减少大量方案计算所需的繁琐人工操作，应用Matlab驱动ANSYS，以批处理方式的有限元分析计算各方案的响应值。计算结果显示，在普通焊接接头处存在一定的应力集中。在控制结构重量的条件下，若要降低接头的应力集中系数，对于内嵌方框型连接构件而言，增大连接构件长度和夹层端部面板长度最为有效，增大水平板厚度也有一定的作用；对于外接平板型连接构件而言，最有效的途径是增大连接构件的厚度，并选取合适的连接构件长度。