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基于分形理论的腐蚀损伤船体板结构极限强度评估方法研究
| 论文题名： | 基于分形理论的腐蚀损伤船体板结构极限强度评估方法研究 |
| 关键词： | 老龄船舶;船体结构;腐蚀损伤;失效分析 |
| 摘要： | 腐蚀会造成材料的损失和结构的破坏，对于老龄船舶而言，由腐蚀引起的损伤会大幅降低结构的极限承载能力，带来人员的伤亡和直接的经济损失。随着高强度钢在船舶领域的广泛应用，结构的断面尺寸随之减小，使结构的稳定性问题更加突出，而且腐蚀损伤的存在也会增大结构发生屈曲破坏的可能性。因此，能准确评估腐蚀损伤板的极限强度对保证结构安全具有重要意义。 本文首先研究了初始缺陷形式对极限强度的影响，分析板分别在屈曲缺陷和瘦马缺陷模式下的破坏行为问题，对比并说明了两者的破坏模式和极限强度的差异；随后通过分形理论构造随机腐蚀表面，探究腐蚀表面的分形特征，并基于构造的腐蚀表面建立非均匀腐蚀模型，通过有限元分析，研究腐蚀损伤板的破坏行为问题，以及具有相同腐蚀表面参数腐蚀板的极限强度分布情况；最后通过数据拟合，建立非均匀腐蚀损伤板的极限强度评估方法。通过上述研究，认为具有屈曲缺陷的无腐蚀板最终拥有两端半波失效、其余区域卸载的失效模式，具有瘦马缺陷的无腐蚀板则只拥有一个半波的失效区域。腐蚀损伤板的失效模式与无腐蚀瘦马缺陷板相似，且失效部分为腐蚀状态最严重的半波区域。通过中点偏移法构造了具有单一分形特性的腐蚀表面，并据此建立了随机腐蚀模型。有限元计算结果表明，具有相同腐蚀表面参数腐蚀板的极限强度呈正态分布，最后基于上α-分位点，提出了非均匀腐蚀板的极限强度评估方法，为工程化的评估提供了依据。 |
| 作者： | 吴品靖 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 黄一 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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