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含裂纹损伤的船体加筋板剩余极限强度研究
| 论文题名： | 含裂纹损伤的船体加筋板剩余极限强度研究 |
| 关键词： | 初始缺陷;剩余极限强度;裂纹损伤;船体加筋板;船舶结构;极限强度;非线性有限元 |
| 摘要： | 船舶结构极限强度是反映船舶结构安全性能的一项重要指标，加筋板作为船舶结构最基本的结构形式，其极限强度评估尤为重要，历来受到船舶工作者的重视。而在船舶营运过程中加筋板结构会逐渐出现一些损伤缺陷，裂纹是其中最常见，也是造成结构失效的主要损伤形式之一，研究裂纹损伤下加筋板结构的极限强度可以对船舶在设计寿命期间的安全性监测与评估提供基础，是损伤容限设计和可靠性设计的必然要求。因此，正确评估含裂纹损伤船体加筋板的剩余极限强度具有较高的研究价值和工程实用价值。 现有的研究主要针对中心穿透裂纹和边缘穿透裂纹，对裂纹位置考虑较少；现有的计算公式大都是基于平板的以裂纹长度和倾角为变量的经验公式。针对现有研究的不足之处，本文采用非线性有限元方法，对纵向压缩载荷作用下含裂纹损伤船体加筋板的剩余极限强度展开系统的研究，总结出可用于工程实践的重要规律和经验计算公式，主要完成了以下几个方面的工作。 （1）选取2012年ISSC标定计算的加筋板规格，对模型范围、边界条件、初始缺陷、网格精度等关键影响因素进行计算分析，通过与标定计算结果对比，得到满足计算精度和计算效率的最优模型。 （2）针对所选取的最优模型，研究单个穿透裂纹的情形，基于 Python语言对 ABAQUS进行二次开发，分别以裂纹长度、倾角、位置和板格厚度、变形幅值为变量进行参数化建模和分析。 （3）分析裂纹参数的影响规律，利用多元回归分析方法拟合出含裂纹损伤加筋板相对于完整加筋板的极限强度折减因子经验计算公式，并对回归公式的拟合优度进行分析。 本文研究发现裂纹位置对极限强度的影响主要取决于裂纹所处加筋板格局部屈曲半波的位置，所得到的含裂纹损伤加筋板的极限强度折减因子经验计算公式，综合考虑了裂纹长度、倾角和位置的影响，具有较高的工程实践意义。 |
| 作者： | 陈彦廷 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 于昌利 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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