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含腐蚀损伤船体结构极限强度研究
| 论文题名： | 含腐蚀损伤船体结构极限强度研究 |
| 关键词： | 船体结构;腐蚀损伤;极限强度;点蚀分布 |
| 摘要： | 船舶在服役期间不可避免会遭受到腐蚀损伤，腐蚀损伤是导致老龄化船舶结构失效的主要原因之一，降低船体结构极限承载能力。点蚀作为一种常见的不均匀腐蚀，其成因和发展具有随机性、不规则性和复杂性。对于高强钢普遍使用的船体结构来说，腐蚀导致的板厚减薄所引起的极限强度降低后果更严重，因而普遍受到了各国学者的高度重视。而且，世界各国船级社、国际船级社协会等机构组织也都出台了腐蚀余量选取的规定，以确保船体结构的安全性。 含腐蚀船体结构极限强度的影响因素包括构件自身具有的尺寸属性和腐蚀蚀坑的尺寸属性，主要包括板和加筋板的柔度、蚀坑分布、腐蚀面积、腐蚀深度和腐蚀体积。但是各位学者对这些因素的具体影响和影响程度还存在诸多模糊、争议之处，需要进一步深入探讨。本文完成的内容主要分为三个部分，利用非线性有限元法分析了含点蚀船体结构的极限强度，具体如下： 研究了带有初始变形的四边简支点蚀板在纵向压力下的极限强度。点蚀形状为圆柱形，把船体板的点蚀分为局部块状点蚀和整体点蚀。分析了网格尺寸、板的柔度、腐蚀位置、腐蚀面积、腐蚀深度、腐蚀体积对含局部块状点蚀船体板极限强度的影响，网格尺寸、蚀坑分布、板的柔度、腐蚀面积、腐蚀深度、腐蚀体积对整体点蚀板的极限强度的影响。经分析得到了与板的柔度、腐蚀面积比和腐蚀深度比相关的块状点蚀板的极限强度折减经验公式，与板的柔度和腐蚀体积比相关的整体点蚀板的极限强度折减经验公式。并将整体点蚀板极限强度折减公式应用于局部块状点蚀板极限强度折减计算，发现大体上可以适用。 同时，研究了带有初始变形的点蚀加筋板在纵向压力下的极限强度。分析了网格尺寸、点蚀类型、板的柔度、加强筋柔度、点蚀分布、点蚀面积、点蚀深度、点蚀位置对含点蚀损伤加筋板极限强度的影响。发现点蚀加筋板极限强度折减与这些因素都息息相关，因此，推导出了点蚀位于带板上背离加强筋一侧的加筋板极限强度折减经验公式。 另外，研究了腐蚀对船体梁总纵极限强度的影响。分析了一艘完整新船（散货船）的中垂、中拱极限强度，与其他学者研究结果作对比验证了方法的准确性。计算了基于散货船共同结构规范（CSRB）腐蚀余量选取的船体梁的总纵极限强度，以及与CSRB中各构件腐蚀体积相同的均布点蚀船体梁总纵极限强度。比较得到相同腐蚀体积下，点蚀比均匀腐蚀下船体梁极限强度小、更偏于危险。并分析了腐蚀对船体梁中垂、中拱极限强度的影响与船体梁横剖面最小面积，甲板、船底板最小剖面模数之间的关系。 |
| 作者： | 杜晶晶 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 杨平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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