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基于刚度折减的耐压圆柱壳结构稳定性研究
| 论文题名： | 基于刚度折减的耐压圆柱壳结构稳定性研究 |
| 关键词： | 刚度折减;耐压圆柱壳;稳定性;承载能力;潜艇船体 |
| 摘要： | 随着海洋开发和军事上的应用，潜艇获得了迅速的发展。圆柱壳作为潜艇耐压船体的主要结构形式，在生产和制造过程中不可避免产生各种初始缺陷,影响了圆柱壳的承载能力。因此研究轴对称初始缺陷、局部凹陷及非轴对称缺陷对圆柱壳结构稳定承载能力的影响，具有重要的理论和实际工程意义。主要工作内容如下： （1）将环肋圆柱壳的总势能分为常数项部分，线性项部分和平方非线性项部分，明确了影响圆柱壳稳定载荷的为非线性总势能部分。通过将圆柱壳的非线性总势能项分为薄膜刚度和弯曲刚度以及由外力影响的几何刚度，应用刚度折减系数方法研究了各部分刚度在圆柱壳稳定承载能力中的作用。 （2）通过建立含轴对称缺陷圆柱壳的几何方程，推导了其失稳载荷计算公式。分析了结构参数变化时，轴对称初始缺陷对圆柱壳肋骨间失稳载荷和总体失稳载荷的影响规律。通过研究轴对称初始缺陷对圆柱壳稳定性的影响机理，给出了计算含轴对称缺陷圆柱壳的薄膜刚度折减系数公式和图谱。 （3）将含局部凹陷的圆柱壳分为局部缺陷部分和完整部分，在缺陷部分应用含轴对称缺陷的圆柱壳几何方程，推导了计算含局部凹陷圆柱壳临界失稳载荷的计算公式。分析了缺陷参数以及圆柱壳结构参数变化时局部凹陷对圆柱壳稳定承载能力的影响。通过研究局部初始凹陷对圆柱壳稳定性的影响机理，给出了计算含局部凹陷圆柱壳的薄膜刚度折减系数公式和图谱。 （4）根据薄壳理论建立了含失稳波形初始缺陷圆柱壳的几何方程，推导了计算其失稳载荷公式。研究了圆柱壳结构参数变化时，非轴对称初始缺陷对圆柱壳稳定性的影响。通过研究非轴对称初始缺陷对圆柱壳稳定性的影响机理，给出了计算含非轴对称初始缺陷圆柱壳的薄膜刚度折减系数公式和图谱。将本文得到的含非轴对称初始缺陷圆柱壳的失稳载荷与规范方法和试验进行了对比分析，验证了本文方法的可靠性和实用性。 |
| 作者： | 李金华 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 王晓天 |
| 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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