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含裂纹缺陷的船体结构剩余极限强度研究
| 论文题名： | 含裂纹缺陷的船体结构剩余极限强度研究 |
| 关键词： | 船体结构;裂纹缺陷;极限强度;残余应力;崩溃特性 |
| 摘要： | 由于船舶航行在恶劣海况中，在过去几十年中海损事故时有发生，造成严重的经济财产损失，促使人们关注船舶结构的安全性问题。极限强度代表船舶结构内部的最大承载能力，当外载荷超过极限强度之后，船体结构将发生崩溃和失效。因此，船舶结构极限强度是保障船舶结构安全性的一个重要指标。 另一方面，在船舶的生命周期内不可避免地会遭受各种损伤和缺陷。除了腐蚀以外，裂纹缺陷，作为船舶结构常见的一种缺陷，会造成局部应力集中，影响结构的崩溃行为，进而减弱船舶结构的承载能力。这可能导致船舶结构在受到小于设计极限载荷时崩溃，因此在船舶的生命周期内需要评估含裂纹缺陷的船舶结构的剩余极限强度。本文应用非线性数值有限元方法对含裂纹缺陷的船舶典型结构的剩余极限强度进行了研究，主要工作如下： （1）详细地讨论了船体结构极限强度的研究方法和进展，综述了目前含裂纹缺陷的结构剩余极限强度的研究进展，阐明了在船舶使用周期内考虑裂纹缺陷对船体结构承载能力降低作用的重要性。 （2）采用合理的数值方法模拟焊接初始缺陷，全面地分析不同初始变形形状、初始变形幅值以及残余应力水平对含裂纹板剩余极限强度及崩溃特性的影响。 （3）分析裂纹缺陷对矩形平板压缩极限强度的影响。以裂纹长度、裂纹位置和裂纹倾角为主要参数，考察不同裂纹情况对板压缩极限强度的降低作用。基于数值计算结果，拟合出一个量化计算公式，用于预测含中心斜裂纹矩形板的剩余压缩极限强度。 （4）分析裂纹缺陷对加筋板在单轴压缩载荷下崩溃行为和极限强度的影响。考虑了四种不同的含裂纹的加筋板模型，以裂纹长度、裂纹位置和板的厚度为主要参数，考察不同裂纹情况对轴压下加筋板崩溃模态及极限强度的影响。 （5）分析裂纹缺陷对开口箱型梁在扭矩、垂向弯矩以及两者组合载荷下极限强度的影响。假定了三种裂纹类型，以裂纹长度、裂纹位置和裂纹倾角为主要参数，考察不同裂纹情况对开口箱型梁在相应载荷工况下极限强度的降低作用。 |
| 作者： | 崔冲 |
| 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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