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火灾下直升飞机平台的结构强度安全评定的开题报告一、选题背景直升飞机平台是一种在建筑物顶部、船舶上或其他高处安装的特殊平台，用于直升机起降、维修和运输。
在火灾等紧急情况下，直升机平台可以成为从高处撤离人员和物资的途径之一。
然而，在火灾中，直升机平台可能会受到严重的热和机械损伤，从而导致其结构强度降低，甚至崩塌，从而危及人员生命和财产安全。
因此，对直升机平台结构的强度和安全进行评估，具有重要的工程实践意义和社会影响。
本文将针对火灾下直升机平台的结构强度和安全性评估展开研究。
二、研究目的本文的主要研究目的是：针对火灾下直升机平台的结构强度和安全性，开展系统、全面的理论研究和数值模拟分析，为实际工程提供技术支持和科学依据。
三、研究内容本文的主要研究内容包括：1. 火灾环境下直升机平台受热和机械荷载的特点及其影响因素分析；2. 直升机平台结构强度设计原则、承载力计算方法及对比分析；3. 直升机平台受火灾损伤后结构强度和稳定性分析；4. 基于有限元模拟的火灾下直升机平台结构强度和安全性数值分析。
四、研究方法本文的主要研究方法包括：理论研究、数值计算和实验验证。
1. 理论研究：通过文献综述和理论分析，对火灾下直升机平台结构强度和安全性进行基础性研究和评估。
2. 数值计算：采用有限元方法、计算流体动力学（CFD）等计算工具，对直升机平台受火灾影响后的力学性能、热学特性、应力应变等进行模拟计算和评估。
3. 实验验证：通过室内火灾试验、结构道德测试等手段，对数值计算结果进行验证和修正。
五、研究意义1. 对火灾下直升机平台结构强度和安全性进行理论研究和数值分析，可以为工程设计、经验积累和标准制定提供科学的依据。
2. 分析火灾环境下直升机平台受热和机械荷载特点及其影响因素，可以针对性地制定安全保护措施和应对策略。
3. 基于有限元模拟等技术手段，对直升机平台的结构强度和稳定性进行评估，不仅有助于提升平台的安全性能，也有助于减少相关理论研究的虚拟性，增强工程实践的可靠性。
DNV 规范关于直升飞机直降主甲板的结构强度研究一、设计载荷和载荷的组合在计算直升飞机降落处甲板结构强度时，应考虑最危险的载荷条件即降落和系固于主甲 板的情况。
在降落状态下所考虑的载荷为降落时的垂直冲击载荷；在系固状态时应考直升机的重力和惯性力、船体梁的静水弯矩、海水压力，通常不考虑系固状态下作用在直升机上的风力的作用。
根据规范直升机降落时总的垂向冲击力不小于以下计算之值：02v H P g M = （KN ）M H 为直升机起飞的最大重量，单位吨。
在直升机静止于一水平面上及直升机的重心相对于起落架处于正常位置的条件下，总的作用力Pv 应认为平均分配到直升机的起落架上。
相对于直升机的系固状态，该载荷要大得多，所以该载和作为结构强度计算时的载荷。
二、甲板结构的校核如已知直升机最大的起飞重量，可以按照规范给出的公式进行甲板结构的校核。
根据直升机支撑形式的不同，规范给出了两种计算公式如下：1、 直升机为气胎轮子支撑的甲板板厚计算公式：1.1 甲板板为钢板的情况：2t =+ [mm] （1）1.2 甲板板为铝板的情况：1t =+ [mm] （2）k =0.65 在普通的露天甲板上；=0.7 在纵骨架式强力甲板上和露天舱口盖上；=0.9 在横骨架式强力甲板上；s = 甲板纵骨间距；P W =总的降落垂向力分布在所考虑的轮子上的部分，通常考虑三个轮子同时着地，前轮承担0.2P V 的作用力，两后轮分别承担0.4P V 的作用力。
f 1 = 材料系数，具体参见规范；2、直升机为管状起落撬支撑的甲板板厚计算公式：2.1 甲板板为钢板的情况：1.5t =+ [mm] （3）k = 1.4 在普通的露天甲板上；= 1.5 在纵骨架式强力甲板上和露天甲板舱口盖上；=2 在横骨架式强力甲板上；P W =总的降落垂向力Pv 分布在所考虑的起落撬或滑板上的部分，取0.5Pv ；f 1 =材料系数，具体参见规范中的具体规定；2.2 甲板板为铝板的情况：t = [mm] （4）k = 1.6 露天甲板舱口盖上；3、纵骨规格的校核A 、纵骨的剖面模数应不小于下列公式计算之值：1000M Z σ= [cm 3] （5）M —弯矩，应考虑直升机降落时的点载荷作用在结构最不利的位置上。
散货船舱口盖直升机着落结构强度计算研究摘要：根据船舶运营的需要，通常散货船上的某一个舱的舱口盖需要用作直升飞机着落甲板，本文根据CCS（中国船级社）的相关规范要求，对典型的巴拿马型的散货船的舱盖进行了强度计算，以确保在直升飞机着落时，船舶上舱口盖的安全。
关键词：散货船；舱口盖；直升飞机；最大起飞重量；着落；结构强度引言随着大量散货船的投入运营，为了保证船舶航行的安全性，一些港口明确要求在船舶到达港口之前，将由直升飞机将引水员运送到船舶上，这就要求船舶上某一个舱口盖将作为直升飞机的着落甲板。
为了确保直升飞机着落时舱口盖结构的安全，有必要对结构强度进行计算研究。
下面就以最典型的巴拿马型的散货船76000DWT BC为例，根据CCS的相关规范要求，详细对舱口盖的各个结构进行了强度计算校核和研究。
1.强度计算研究76，000DWT散货船需满足CSR（共同结构规范）. 根据船舶运营公司的要求，NO.4舱上需要着落最大起飞重量是5.6吨的直升飞机。
在进行计算校核研究时，需考虑到舱口盖的各个结构部分，包括顶板、扶强材以及主梁。
计算依据CCS规范要求，并假设直升飞机具有两个轮印300mm x 300mm。
1.1 载荷：NO.4舱上着落直升飞机，其最大起飞重量为5.6吨。
1.2 强度计算标准1.2.1 腐蚀余量在计算中，不考虑腐蚀余量，取tc=0.0mm。
1.2.2 许用应力1.4 结构扶强材计算校核工况：直升飞机撞击载荷1.5 主梁计算校核1.5.1 纵桁计算校核1.5.2 横梁计算校核3. 结语基于以上对舱口盖各结构构件的计算校核，该型散货船NO.4舱舱口盖可以用于安全着落最大起飞重量不超过5.6吨的直升飞机。
并且可以从上述计算校核中总结出，舱口盖的结构构件中，主要是由顶板和扶强材决定了舱口盖可以着落多大的直升飞机。
参考文献：[1]中国船级社钢质海船入级规范[2]ICS GUIDE TO HELICOPTER/SHIP OPERATIONS 4th Ed （2008）国际航运商会直升机/船舶营运指南（2008第4版）[3]Australian Maritime Safety Authority Marine Order NO57 （Issue 3）and Marine Notice 6/2010 澳大利亚海事处海事57号令（版本3）及第6/2010号海事通知。
直升机甲板的直接强度校核郭磊【摘要】直升机甲板是很多船型上重要的结构设施，文中根据意大利船级社规范的相关规定，对一艘海工船的直升机甲板进行结构强度方面的校核，为今后直升机甲板的相关规范审图和设计提供有价值的参考。
%A helicopter deck is a very important facility for many types of vessels. According to the RINA Rules, this paper performs the structural strength veriifcation of a helicopter deck on an offshore ship, which can provide the valuable reference for the relevant structural plan approval and the design of a helicopter deck in the futuxe.【期刊名称】《船舶》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】5页(P62-66)【关键词】直升机甲板;结构强度校核【作者】郭磊【作者单位】意大利船级社中国有限公司上海200052【正文语种】中文【中图分类】U663.6直升机甲板作为一个特殊装置被装配到很多船舶上，关于其强度校核，不同的船级社有不同的规范要求，本文根据意大利船级社的相关规范对一艘海工船的直升机甲板进行了有限元的直接强度校核。
本文所研究的直升机甲板的位置如图1所示。
此直升机甲板长18 m、宽18 m、高15.8 m，其结构尺寸为：板厚 14 mm；普通扶强材L150×90×9；主要支撑构件 T-350×9+150×12。
所有结构材料均为普通钢。
根据意大利船级社（RINA）规范Part F Ch.13 Sec.16的相关规定，直升机甲板的板材、普通扶强材以及主要支撑构件（PSM）要承受降落载荷、上浪压力以及由于加速度和风产生的载荷。
623所飞机结构强度研究所副所长飞机结构强度研究及应用飞机作为一种重要的交通工具和武器装备，对其结构强度的要求是极高的。
保证飞机的结构强度，不仅能确保飞行安全，还能提高飞机的使用寿命和性能表现。
在飞机结构强度研究所中，副所长扮演着重要的角色，他们负责组织和协调研究工作，并在实践中发挥重要作用。
首先，我将从飞机结构强度研究所的职能和重要性出发，介绍该研究所的工作内容。
飞机结构强度研究所是一所专门从事飞机结构强度研究的机构，其主要职责包括飞机结构的设计、分析与验证、强度计算以及故障分析处理等。
该所的工作对于飞机的设计、制造和运行具有重要意义。
副所长作为所领导的重要代表之一，承担着维护与促进科研工作的任务。
其次，我将详细阐述飞机结构强度研究的主要内容。
飞机结构强度研究的核心是强度计算和试验验证。
强度计算是针对飞机结构进行各种载荷工况的计算分析，确定其强度是否满足设计要求。
试验验证是通过实验手段对飞机结构进行验证，检测其是否可以承受设计要求下的载荷。
这两种方法相辅相成，共同确保飞机结构的强度可靠。
在强度计算方面，副所长可以组织和指导研究人员进行各个方面的计算分析，包括结构有限元模型的建立、载荷分析、强度校核等。
他们需要了解和掌握相关的工程软件和计算方法，以确保计算结果准确可靠。
他们还需要关注最新的设计规范和技术标准，及时更新和应用到计算分析中。
另一方面，试验验证是确保飞机结构强度的重要手段。
副所长负责组织和指导试验工作的开展，例如拉伸试验、压缩试验、疲劳试验等。
他们需要确定试验方案，制定试验方法和步骤，并解读试验结果。
在试验验证的过程中，副所长与其他研究人员密切合作，确保试验工作的顺利进行。
此外，副所长还需要关注飞机结构强度研究的前沿技术和发展方向。
包括新材料的应用、优化设计的方法与工具、飞机结构健康监测技术等。
副所长应主动学习和掌握这些新技术，以便在实践中有针对性地推动飞机结构强度研究的创新和发展。
除了指导研究工作，副所长还需要与相关单位和合作伙伴保持良好的沟通与合作关系。
某自升式平台直升机甲板结构评估由于海洋平台所处的海洋环境十分复杂和恶劣，一些不确定因素等往往对平台人员的安全构成极大的威胁。
为了快速满足上、下人员及救生、逃生的需要，一般都设有直升机甲板，可供直升机进行起飞、降落和短暂的停留，而直升机甲板结构的强度问题又关系到整个平台的设计和安全。
因此，针对这一问题，这篇文章以某自升式钻井平台为例，采用有限元分析软件ANSYS，分别对直升机着陆时碰撞工况、直升机存放工况、甲板均布载荷工况进行计算，以此来验证结构的可靠性。
标签：自升式平台；直升机甲板；强度；评估引言直升机海上平台，是指海上漂浮或固定的建筑物上供直升机降落和起飞的场地，包括移动钻井平台、移动采油平台、柱稳式平台（即半潜式平台和坐底式平台）等，俗称直升机甲板[3]。
直升机甲板的设计应按照《海上移动平台入级与建造规范》进行，且必须设置在安全区，一般设在船艏生活楼一侧[4]。
直升机甲板的设计为了满足规范对无障碍物区域的要求，常常需要将飞机甲板伸出平台之外，这就要求用桁架结构来支撑。
近年来，随着海洋平台的迅速发展，直升机甲板结构的局部强度问题成为人们关注的焦点。
1 计算依据1.1 平台飞机甲板结构本直升飞机平台甲板是典型的板梁组合结构，平台撑杆是桁架式结构，由4排纵向主斜撑杆和7排横向撑杆组成。
飞机平台甲板板厚为6、9mm。
纵桁与横梁为⊥■，纵骨为L125×80×8和L90×56×5，间距为500mm。
撑杆尺寸主要为Φ273×10、Φ194×8和Φ159×7。
1.2 直升飞机参数直升飞机型号为Bell-212，其主要参数：总长17.50m；总重5.08t；轮数3个；前后轮距离2.3m；横向间距2.5m。
2 计算模型2.1 结构模型有限元化文章采用ANSYS进行计算，将直升飞机甲板及其撑杆简化为空间板梁组合结构，并模拟了与直升飞机平台相连的生活楼结构及主甲板结构。
散货船舱盖结构设计须满足的规范规则研究一、 一般要求通过对各船级社规范和IACS 结构共同规范的研究比较，舱盖设计的基本要求是一致的，主要有以下几个方面：1、通常舱口盖盖板上的普通扶强材和主要支撑构件应尽实际可能在舱口盖的横向和纵 向范围内连续。
如果不能保证，则不应使用端部削斜的连接形式，而应采用适当的结构布置 来确保足够的承载能力。
2、平行于普通扶强材方向的主要支撑构件的间距不应超过主要支撑构件跨局的1/3。
3、若无横向支撑构件的跨距大于3m ，主要支撑构件面板的宽度应不小于高度的40%。
与面板连接的防倾肘板可作为主要支撑构件的横向支撑。
面板外伸应不超过面板总厚度的15倍。
4、应设有有效的限位装置，以防止舱口盖上面装载货物时，在其上货物施加的横向或 纵向的作用力下发生横向或纵向的移动。
5、舱口盖的每个支撑面的宽度应至少为65mm 。
6、腐蚀增量见下表：7、许用应力见下表：28、带板的宽度8.1 普通扶强材：校核普通扶强材时所考虑的带板宽度，应按照下式求得： 如果带板在扶强材两边侧伸：p b s =如果带板在扶强材的一边侧伸： 0.5p b s =S 为基本板格的短边长度，m 。
8.2 主要支撑构件：对于采用单独梁或板架模型分析的主要支撑构件，其屈服和屈曲校核所计及的带板有效宽度，m ，应按下式求得： 如果带板在主要支撑构件两边侧伸：12p p p b b b =+ 如果带板在主要支撑构件的一边侧伸： 1p p b b = 式中：1p b ——最小1(0.165,)p p l S ；2p b ——最小2(0.165,)p p l S ；p l ——所计及的主要支撑构件的跨距，m ；12,p p S S ——所计及的主要支撑构件和相邻主要支撑构件之间的一半距离，m ，1p S 用于一侧，2p S 用于另一侧。
使用单独梁或板架分析时，普通扶强材的面积应不包括在主要支撑构件的带板中。
9、载荷模型作用于舱口盖上的侧向压力和力应包括至下面所述的压力和力。
当舱口盖分为两 个或多个板架通过铰链连接时，则应分别考虑每一个单独的板块。
9.1 侧向压力和力海水压力包括净水和波浪测向压力：净水压力：s P 。
波浪压力：w P9.2 压载水引起的内部压力：当所在货舱也作为压载舱使用时，应考虑压载水引起的内部压力，包括因内部压载水运动加速度引起的动压力和压载水置换时的净水压力。
9.3 均匀货物引起的压力 9.4 特殊货物引起的压力或力 9.5 集装箱引起的力本文中只是针对上述A 、B 作用力类型作用在舱口盖上的情况作为研究对象，其他作 用力应根据相关的规范、规则要求另外加以考虑，故不在本文的研究中。
10、载荷点10.1 露天甲板上舱口盖的波浪侧向压力应在下列位置计算： 纵向，在舱口盖长度中点； 横向，在船舶纵向对称平面上； 垂向，在舱口盖的顶板上。
10.2 波浪压力以外的侧向压力按如下位置计算： 对于板材，在板架的几何重心处；对于普通扶强材和主要支撑构件，在跨距的中点。
二、强度校核强度校核适用于承受均匀压力的矩形舱口盖，其设计将主要支撑构件布置在一个方向或设计为具有纵向和横向主要支撑构件的板架结构。
在后一种情况下，主要支撑构件的应力应通过板架或有限元分析来确定。
对于集中载荷引起的应力应符合设计衡准的要求。
强度校核包括舱盖顶板的厚度要求、屈曲应力校核，舱盖主要支撑构件的正应力、剪应力、临界屈曲应力、挠度的校核，普通扶强材的剖面模数、剪切面积、临界屈曲应力的校核。
舱盖盖板、普通扶强材可以通过规范的相关公式来进行校核，舱盖盖板的规格可以通过有限元方法来验证。
在计算舱口盖强度时，要格外注意货舱同时作为压载水舱的情况，因其要同时考虑舱内部压载水的载荷和舱口盖上的波浪载荷，两者的较大者作为设计载荷。
因各船级社对舱内部压力的计算各不相同，这里不做具体阐述，所以以下强度校核并未包含同时作为压载水舱的货舱舱口盖的情况，如果适用这种情况，载荷的选取应满足相关规范的具体要求，并且以下校核公式同时适用这种情况。
1、 板材净厚度1.1 最小净厚度要求：应满足经修正的载重线公约（MSC.143（77）决议第16（5）（c ）条）的要求，即舱口盖顶部板材的净厚度，mm ，不小于下列两个值中的较大者：0.01t s = 6t =该要求与IACS UR S21中的要求是一致的。
1.2共同规范中要求钢质舱口盖顶部板材的净厚度，mm ，应不小于按下式求得的值：15.8p t F = （1）式中：p F ———组合膜和弯曲响应的因子，等于 1.5p F =，一般情况1.9p a F σσ=，对于主要支撑构件的带板0.8a σσ≥时σ———主要支撑构件带板的正应力，N/mm 2，根据情况按公式或者通过板架分析或有限元分析确定；e R H ———材料的最小屈服强度； S ——— 基本板格的短边长度，m ；,S W F F ———系数，取值为 1.0S F =W 1.0F =，当仅受海水压力作用时；受其他压力或力作用时，取值有所区别，应根据实际情况取值。
将各参数带入上述公式（1）中，求得下列公式：15.8p t F = （2）式中：w p 应满足如下要求：表中：LL X ——舱盖中心到LL L 的尾端的距离；LL L ——干舷甲板长度，单位m ，但取值不大于340m 。
C 、对于船长小于90m 的散货船，上述公式（1）可简化为：15.8p t F = （3）式中：515.8(1) 3.60.19514.933L x x p L L L=+--≥+； L ——干舷甲板长度，单位m ，但取值不大于340m ；X ——舱盖中心点到L 的首端的距离。
由上述公式（2）、（3）可以看出，对于船长小于100m 的船来讲，两个公式并无区别，区别在于外部压力p 计算公式中的x 值的选取。
一个是距离L 尾端的距离，另一个是距离L 首端的距离。
如果将其中一个公式中的x 换成L-x ，就可以得到另外一个公式。
2、 板材临界屈曲应力校核2.1主要支撑构件弯曲引起的，且与普通扶强材方向平行的舱口盖板压应力σ，应符合以下公式要求：10.88C Sσσ≤式中： S ——安全因子，取值为1.1；1C σ——临界屈曲应力，N/mm2 ,取值为：11,C E σσ=对于e 1R 2HE σ≤e 1e 1R R (1)4H C H E σσ=-，对于e 1R2H E σ> 21 3.6()1000E tE sσ= t ——板格净厚度，mm 。
2.2 主要支撑构件弯曲引起的，且与普通扶强材方向垂直的舱口盖板压应力σ，应符合以下公式要求：20.88C Sσσ≤式中： 2C σ——临界屈曲应力，N/mm2 ,取值为： 22,C E σσ=对于e 2R 2HE σ≤e 2e 2R R (1)4H C H E σσ=-，对于e 2R2H E σ> 220.9()1000E stmE s σ=m ——系数，取值为： 22 2.1[1()] 1.1s s s m c l ψ=++ t ——板格净厚度，mm ；s s ——板格短边长度，m ； s l ——板格长边长度，m ；ψ ——最小和最大压应力之比，m ；c ——系数，取值为：1.3c =， 当板材以主要支撑构件加强时1.21c =，当板材以角钢或T 型普通扶强材加强时 1.1c =， 当板材以球扁钢普通扶强材加强时 1.05c =， 当板材以扁钢加强时3、 普通扶强材3.1 对于扁钢普通扶强材， /w w h t 比值应符合以下公式要求：hw tw ≤ 腹板最小净厚度，mm ，应不小于舱口盖板材的最小净厚度。
3.2 净剖面模数和净剪切剖面面积承受侧向压力的普通扶强材的净剖面模数W ，cm 3，和净剪切剖面面积A sh ，cm 2，应不小于下式求得的值：23()10s s w w s s aF P F P s l W m σ+=⨯5()s s w w s ssh aF P F P s l A τ+=式中：s l ——普通扶强材跨距，m ，取主要支撑构件的间距或主要支撑构件与边缘支撑之间的距离（按适用情况）。
当在所有普通扶强材跨距两端设有肘板时，普通扶强材跨距可减小肘板最小臂长的2/3，但不大于总跨距的10%。
3.3 临界屈曲应力校核由平行于普通扶强材方向的主要支撑构件的弯曲引起的普通扶强材面板中的压应力，应符合以下公式的要求：0.88CS Sσσ≤式中：CS σ——临界屈曲应力，N/mm 2取值为：,CS ES σσ=对于e R 2HES σ≤e e R R (1)4H CS H ES σσ=-，对于e R2H ES σ> 34min(,)ES E E σσσ=320.001a E EI Alσ=Ia ——普通扶强材的惯性矩，cm 4 ，包括一块宽度等于普通扶强材间距的带板； A ——普通扶强材的横剖面面积，cm 2，包括一块宽度等于普通扶强材间距的带板； l ——普通扶强材跨距，m ；2244220.38510w i E P PEI I K m E I l m I πσ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭ 46410wCl K EI π=⨯w I ——普通扶强材对其与板材连接的扇性惯性矩，cm 6 ，取值为：3361036w w w h t I -=⨯， 对扁钢普通扶强材 3261012f f w w t b h I -=⨯，对T 型普通扶强材()()3222622431012f w w f f f w w w f w f w b h I t b b h h t b h b h -⎡⎤=+++⨯⎣⎦+，对于角钢和球钢普通扶强材p I ——普通扶强材对其与板材连接的极惯性矩，cm 4 ，取值为：34103w wp h t I -=⨯，对于扁钢普通扶强材 324103w wp w f f h t I h b t -⎛⎫=+⨯ ⎪⎝⎭，对折边普通扶强材 t I ——无面板的普通扶强材的St Venant 惯性矩，cm 4 ，取值为：34103w w t h t I -=⨯，对于扁钢普通扶强材334110.63103f t w w f f f t I h t b t b -⎡⎤⎛⎫=+-⨯⎢⎥ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦，对折边普通扶强材 C ——舱口盖顶板施加的弹性刚度，取为：3333101.33311000p p p w p w k Et C k h t s st -=⨯⎛⎫+ ⎪ ⎪⎝⎭1p p k η=-，取直不小于零；对折边普通扶强材，p k 不必取小于0.1 1p E σησ=p t ——舱口盖板格的净厚度，mm 。
4、 主要支撑构件4.1 腹板最小净厚度：不小于6mm 。
4.2 独立梁的正应力和剪应力：主要支撑构件的最大正应力和剪应力按下式求得：()2310s s w w m s F p F p l mWσ+=⨯ ()5s s w w mshs F p F p l A τ+=式中：m l ——主要支撑构件的跨距4.3校核衡准：通过上式计算或者通过板架分析或有限元分析确定的正应力和剪应力，应符合下式：a σσ≤a ττ≤4.4 挠度限制参照经修正的载重线公约（MSC.173（77）决议第15（6）（b ）条）。
