船用复合材料连接结构稳定性分析方法

于福临，姚熊亮，郭君，王耀辉

(哈尔滨工程大学船舶工程学院，黑龙江哈尔滨150001)

复合材料具有可设计性强的特点，以其无法比拟的优势在航空航天、船舶工程、建筑工程、兵器工业等领域得到了应用［1］。夹层复合材料在舰船隐身设计中得到了广泛应用［2］，采用隐身设计的舰船结构除满足隐身设计要求外，还需要满足基本的强度、刚度、稳定性甚至是抗爆性能要求［3］。复合层梁的稳定性计算是结构分析的重要组成部分［4］。船舶桅杆复合材料结构设计中，为保证结构的强度，在结构的端部进行了结构的加强，厚度及材料配置与中间位置不同，使得材料性能存在长度方向上的截面的变化。对于变截面复合材料结构稳定性问题的研究主要集中在复合材料刚度计算方法和失稳临界载荷的计算［5］，但相关试验较少。针对船用复合材料连接结构在试验中出现的失稳模式，采用了传递矩阵方法对稳定性计算方法进行分析，并开展了数值仿真和模型试验，对计算方法的精度进行了验证。

1 连接结构失稳问题

1.1 模型

图1表示本文采用的船用复合层梁结构横剖面形式。表面由弹性模量较大的玻璃钢组成;芯材由密度低、弹性模量较小的泡沫组成。

船舶桅杆受力复杂，特别是复合层板结构应用到船体上时，在受到重力和风载荷、惯性力等载荷作用时，桅杆与钢质船体甲板的连接部位容易发生失稳，连接结构的稳定性会影响到桅杆整体性能，应予以重点考核。……