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深远海养殖网箱挂网撑杆与主体结构连接处断裂过程数值分析
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作者 何城宽 王宏 +2 位作者 孙鸣远 黄大辉 毛沛盛 《渔业现代化》 北大核心 2025年第2期18-28,共11页
深远海养殖网箱作为一种新型的渔业养殖装备,能够在远离陆地的海域养殖经济价值较高的鱼类。为了探究挂网撑杆失稳可能对平台主体结构造成的损伤,以广东某养殖平台为例,利用有限元软件对挂网撑杆的自由端加载不同方向的足够使其发生断... 深远海养殖网箱作为一种新型的渔业养殖装备,能够在远离陆地的海域养殖经济价值较高的鱼类。为了探究挂网撑杆失稳可能对平台主体结构造成的损伤,以广东某养殖平台为例,利用有限元软件对挂网撑杆的自由端加载不同方向的足够使其发生断裂的位移,以研究典型节点承受不同方向作用力时的开裂过程及极限承载力;设置不同厚度的浮箱外板,以研究外板与挂网撑杆相对刚度对典型节点断裂行为以及极限承载力的影响。通过数值计算发现,对不同板厚的典型节点加载相同载荷时,6 mm、8 mm外板主体结构先开裂,10 mm、12 mm外板则是挂网撑杆先于主体结构断裂。通过统计后发现,当相对刚度从0.50增加至0.67时,质量增加了8.8%,抵抗变形的能力增加了44%;当相对刚度从0.67增加至0.83时,质量增加了8.1%,抵抗变形的能力增加了33%;当相对刚度从0.67增加至1.00时,质量增加了7.5%,抵抗变形的能力增加了25%。可认为该典型节点钢料的增加对极限承载力的提高作用并不明显,在平台设计阶段可以考虑适当减少板厚。结果显示,若网箱主体结构的刚度远大于撑杆刚度,断裂现象通常仅局限于焊缝及挂网撑杆根部,且无法延伸至网箱主体,致使主体结构仅出现局部塑性变形。相反,当网箱主体刚度低于或接近撑杆刚度时,节点主体结构首先发生断裂,且断裂区域逐渐扩展至撑杆部分。研究表明,挂网撑杆典型节点的极限承载力随着浮箱外板厚度的增加而显著增大。提出了各方向典型节点极限承载力的计算方程,为相关工程设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 深远海养殖网箱 金属延性损伤模型 断裂模拟 承载性能
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