原文传递
复合载荷下船体典型结构的动力崩溃特性研究
| 论文题名： | 复合载荷下船体典型结构的动力崩溃特性研究 |
| 关键词： | 船体结构;极限强度;动力稳定性;复合载荷 |
| 摘要： | 由于船舶高速化、大型化和轻型化的需要，高强度钢在船体结构中的应用比例不断提高。采用高强度钢之后的船体构件厚度变薄，刚度降低，波浪动载荷和砰击载荷对船体结构安全性的影响越来越大。然而目前船体结构的安全评价是基于静力载荷作用，结构在动力作用下的响应与静力情况有着显著的不同，因此，要想合理评估船体结构的安全性，需要对船体结构的动力屈曲和动力屈服行为进行研究。 在经济全球化背景下，船舶的航行范围越来越广，遭遇恶劣海况的可能性变大。极端海况下，船舶遭遇的外载荷并不能以单一方向的载荷来表征。对于船底板等船体结构，不仅要考虑纵向压缩载荷，还要考虑舷侧外板传递的横向水压力以及静水载荷效应引起的预静载荷。为了使船体结构更加安全可靠，有必要对复合载荷作用下船体典型结构的动力崩溃特性展开研究。 本文以船体典型板格和加筋板结构作为研究对象，使得船体结构的动力响应问题得到简化且具有代表性。主要开展的工作如下： （1）回顾了动力稳定性问题和复合载荷下船体结构极限强度的研究历程，对动力稳定性的试验技术、基本理论和非线性有限元求解方法进行了介绍。 （2）利用Bolotin方法将动力稳定性问题转化为求解广义特征值问题，借助编写的动力稳定性求解程序，对板格和加筋板在周期性纵横压复合载荷下的动力稳定性进行了数值分析。探讨了载荷比、预静载荷、边界条件和截面参数对动力稳定性的影响，为结构动力稳定性的改善提出建议。 （3）对加筋板模型开展了预静载荷与简谐周期载荷作用下的动力稳定性试验研究。通过响应时域分析获得动力不稳定区的试验解，并与程序解对比，验证了程序求解的可靠性。由扫频试验得到不同激励系数下的响应结果，对试件响应特征进行分析，并得出预静载荷对结构参数失稳的影响。 （4）运用非线性有限元软件ABAQUS，对加筋板结构在瞬态纵横压复合载荷下的弹塑性响应进行了系列的数值分析。探讨预静载荷、载荷作用时间、动载幅值比和板厚对动力极限强度的影响，揭示了复合载荷下加筋板结构的动力崩溃特性，为船体结构的设计与分析提供参考。 |
| 作者： | 刘开龙 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 裴志勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
检索历史
应用推荐
