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船体结构极限强度评估及剩余强度研究
| 论文题名： | 船体结构极限强度评估及剩余强度研究 |
| 关键词： | 船体结构;结构极限强度;剩余强度;裂纹损伤 |
| 摘要： | 随着对船体结构强度与安全性要求的不断提高，传统的许用应力已经无法满足设计需要，如何准确地评估船体结构极限承载能力并为船舶设计及实际航行过程中结构的安全裕度提供参考，成为结构设计十分重要的方面。由于船体总纵极限强度问题涉及到高度的非线性问题，只有通过多种研究方法进行综合比较，才能更为准确地评估船体结构的实际极限承载能力。 本文针对船体结构极限强度评估及剩余强度问题，对极限强度研究历程与进展进行综合阐述的基础上，首先基于简化方法进行了极限强度研究，通过采用Smith法、规范法与一步法三种简化方法进行了典型箱型梁结构的验证，进而对目标船体横剖面进行了极限弯矩计算与比较。其次采用非线性有限元方法对船体舱段进行极限强度分析，研究其中垂、中拱承载能力以及达到极限状态后的失效模式；在有限元分析中考虑单元特性、网格精度、数值求解方法以及侧向载荷等因素的影响，并与简化计算结果进行比较，结果表明有限元分析与Smith法都有较好的准确性，规范法与一步法则偏于保守。在完成对实船极限强度进行综合评估的基础上，结合薄壁结构力学理论推导出极限强度相似模型的剖面特性等效条件，并考虑局部屈曲等因素进行相似模型设计，根据数值计算结果进行了相似性验证，可以为极限强度相关试验设计提供较好的思路。 裂纹作为船舶结构重要损伤类型之一，会导致结构承载能力的下降。因此本文以含裂纹损伤的箱型梁结构为例，考察扭转载荷作用下箱型梁的应力分布规律，基于数值计算结果提出了评估裂纹影响的剩余极限强度简化计算公式，可以为含裂纹损伤的剩余极限强度问题研究提供一定的参考。 |
| 作者： | 陈俊丹 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 王德禹 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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