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加筋板结构爆炸冲击下塑性动力响应分析
| 论文题名： | 加筋板结构爆炸冲击下塑性动力响应分析 |
| 关键词： | 船体局部结构;加筋板;爆炸冲击;塑性变形;动力响应 |
| 摘要： | 加筋板结构作为船舶局部结构的重要组成单元，有着极为广泛的应用。加筋板结构凭借其优良的力学性能，受到了船舶结构设计者的青睐。在研究舰船冲击载荷下局部强度问题时通常可以将结构简化成各式各样的加筋板结构来分析。本文基于理论计算与数值仿真方法对加筋板结构在水下爆炸冲击载荷作用下的塑性变形问题进行分析研究。 第一章从理论计算、数值分析、试验研究三方面总结国内外对于加筋板结构塑性动力响应问题的研究现状，指出目前对于理论研究的重点、难点在于大挠度、复杂变形模式的加筋板结构塑性变形没有系统的理论解法。 第二章基于现有的六种不同吨位的船舶结构有限元模型，对船体局部结构进行几何信息统计分析。统计区域包括三部分：船体底部结构、舷侧结构、上层建筑围壁结构。统计内容主要包括各部位板厚与吨位的关系、局部单元板格大小、加筋模式等。本章总结统计信息，提出针对船体局部结构塑性变形分析的五种典型加筋板模型，为研究冲击载荷下加筋板结构动响应问题提供模型支持。 第三章探讨大挠度下单向固支加筋板结构塑性变形的理论解析问题。基于力矩平衡原理和膜力因子法，分别推导爆炸冲击载荷下矩形平板、单向单筋与双筋板结构运动方程，并对加筋板结构的运动时历过程进行详细分析。运用四阶龙格库塔法对以上理论推导进行求解并与ABAQUS有限元数值仿真结果进行分析比较，并得出结论。比较内容包括中点最大变形、塑性铰的移行变化过程等问题，为船舶加筋板结构设计提供参考。 第四章总结能量法对于矩形加筋板塑性变形问题的求解过程。设定矩形板、单筋方板和双筋矩形板的典型工况，运用能量法求解结构中心变形，并与有限元数值模拟仿真计算结果进行分析比较，得出结论。本章还对能量法与膜力因子法求解的结果进行误差对比分析，指出两种理论方法各自的优缺点。 第五章提出了叠加变形模式法用于计算加筋板综合变形，通过转化的输入能量比和载荷分配比实现对结构综合变形的叠加。针对单筋方板和双筋矩形板拟合不同加筋刚度下的能量分配函数，结合理论方法进行两种加筋板结构的综合变形求解。针对相同工况进行有限元仿真，将仿真结果与理论计算进行比较。另外，本章还对双十字加筋板的塑性变形问题进行有限元数值分析，内容包括变形模式、时历过程、影响结果的因素。 |
| 作者： | 王喆 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 姚熊亮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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