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循环弯曲载荷下船体梁极限强度的非线性有限元分析
| 论文题名： | 循环弯曲载荷下船体梁极限强度的非线性有限元分析 |
| 关键词： | 船体梁;循环弯曲;极限强度;非线性有限元分析 |
| 摘要： | 船体梁总纵极限强度的研究对于保证船舶的安全具有重大的意义。目前在计算船体梁的极限强度时都是考虑的船体梁的一次性过载的极限强度，而实际情况下船体结构的破坏可能是多次极值外载荷的结果。船舶在航行中受到周期性循环弯曲载荷的作用，当其足够大时，会导致船体梁危险断面处某些纵向构件发生一定程度的屈服或屈曲破坏及塑性变形，从而使得该断面的极限承载能力降低。其最终结果是，某些纵向承力构件已产生塑性变形的船体在某一次未达到一次性纵向极限弯矩的载荷作用下就有可能发生破坏。本文运用非线性有限元方法探讨了在循环弯曲载荷下船体梁总纵极限强度的变化情况，得出了一些有意义的结论，主要工作如下: (1)简要介绍了本文中所用的显式和隐式分析方法，并且以某典型箱型梁为例，运用隐式算法和显示准静态算法计算了典型箱型梁在循环弯矩载荷下的极限强度，验证了这两种算法用来研究结构的极限强度的可靠性。 (2)详细探究了初始缺陷、网格规模、模型范围、单元类型、边界条件等因素对船体梁极限强度的影响，重点计算了4个箱型梁模型在循环弯矩载荷下极限强度，得出以下规律:即箱型梁在遭受同一方式的过载载荷时，其极限强度随着循环次数的增大而减小，但是其减小幅度也越来越小，最后趋于稳定。箱型梁在遭受不同方式的过载载荷时，其过载载荷越大，船体梁的极限强度减小幅度也越大，但是最后仍然会趋于稳定。箱型梁遭受过载载荷越大，其循环载荷下的极限强度的稳定值越小。 (3)采用非线性有限元程序对ISSC与ISO挑3条实船进行一次性过载极限强度计算，并与其它标定计算的结果相对比，发现计算结果吻合很好，充分验证了本文非线性计算方法的可靠性，详细讨论了船体梁在循环弯矩载荷下的极限强度变化情况，发现船体梁的变化规律与箱型梁的类似。最后通过对一艘具有代表性的内河双壳集散货船进行了极限强度非线性有限元计算分析，亦得到了较好的结果。 |
| 作者： | 黄诚 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 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： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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