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基于非线性有限元的破损散货船极限强度研究
| 论文题名： | 基于非线性有限元的破损散货船极限强度研究 |
| 关键词： | 破损散货船;非线性有限元;极限强度 |
| 摘要： | 船体的极限强度是船舶安全评估的重要指标，而对于破损船舶在极限载荷作用下结构状态的研究是评估船舶结构安全性能不可缺少的环节。目前，国内外各规范对于破损散货船极限强度的评估大多仅考虑垂向弯曲变形的影响。然而在船舶的实际营运过程中，特别是船舶在遭受斜向大角度波浪时，伴随着波浪激励而产生的水平弯矩和扭矩，使得船舶在出现垂向变形的同时也会出现显著的水平和扭转变形。在垂向弯矩、水平弯矩和扭矩共同作用下的船体结构极限状态往往将出现复杂的变化，因此需要对斜浪和横浪环境下的船体结构极限强度评估进行探索和分析。 本文主要针对散货船，研究了船舶在不同破损状态下结构极限强度的特点和评估方法。根据规范和船舶在实际营运过程中容易受损位置的分析，对船舶的典型破损形式进行了确定。研究采用有限元软件ABAQUS建立了散货船舯部舱段的有限元模型，并运用非线性有限元法对散货船典型结构破损形式的破坏过程进行了数值模拟，得到了船舶破损过程中的弯矩-转角曲线和船体结构极限弯矩值；通过对典型散货船破损形式和完整船下极限弯矩的统计，分析了极限承载能力的特点。同时，通过对比各规范极限强度的评估方法，建立了针对散货船结构特点的弯扭耦合控制方程，提出了基于组合弯矩作用下的破损散货船极限强度的确定性评估方法。通过运用此方法对对散货船典型破损形式下的极限强度状态进行了系统的评估。研究表明，在船舶运营资料充分的情况下，计及斜浪和横浪工况下水平弯矩和扭矩对极限强度评估的影响是必要的，其能够更加有效地反映散货船在复杂海洋环境下破损的结构极限强度状态，有利于散货船结构的精细化设计。 |
| 作者： | 武鑫鑫 |
| 专业： | 航海科学与技术 |
| 导师： | 田佰军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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