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Y型加强筋船体结构极限强度研究
| 论文题名： | Y型加强筋船体结构极限强度研究 |
| 关键词： | 船体结构;Y型加强筋;极限强度;非线性有限元法;逐步破坏法 |
| 摘要： | 极限强度计算是船体结构设计阶段的重要基础问题。只有充分明确船体结构的极限承载能力，才能真实评估船体结构的强度储备情况，在有效避免船舶结构破坏事故发生的同时，也能提高船舶设计的经济性。现有计算船体结构极限强度的方法主要有以下五种：直接计算法、逐步破坏法、非线性有限元法、理想结构单元法和模型试验法。 Y型加强筋从提出到现在已经有不少学者对其进行了研究，主要集中在Y型加强筋的吸能特性和抗冲击性，但对该类型结构的极限强度研究却很少。本文参照对常规加筋板结构极限强度的研究方法，对Y型加筋板结构展开了一系列研究。首先采用非线性有限元法对Y型加筋板结构的极限强度进行了分析，探讨了网格密度、横向跨数和初始缺陷对计算精度的影响，同时讨论了Y型加筋板结构尺寸对极限强度的影响，包括加强筋帽形结构板厚，帽形结构侧板倾角，帽形结构顶板宽度，T型材腹板高度和底板厚度这几个变量。然后基于结构共同规范中的逐步破坏法相关理论，编写了计算船体梁结构极限强度的计算程序SUS_CSR。选取了经典箱型梁试验模型和Suezmax级油船，将程序计算结果与试验结果及文献计算结果进行对比，以验证程序计算的可靠性。最后通过使用Y型加强筋替换常规形式加强筋，对Suezmax级油船底板结构进行了改造设计。一方面在计算程序SUS_CSR上进行改动，即采用非线性有限元法获得船体梁舱段结构中划分的Y型加筋板结构单元的平均应力—应变曲线，对该曲线进行拟合，得到曲线的函数表达式，并导入到程序中，使其能够考虑Y型加筋板单元，并对改造后的Suezmax级油船整体结构进行了极限强度计算。另一方面，采用非线性有限元法对底板局部结构进行了极限强度计算。通过两种方法计算结果的对比来验证Y型加强筋改造船体结构设计的可行性，同时分析了不同改造设计方案的差异性。 |
| 作者： | 张振 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 朱翔 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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