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循环载荷作用下船体构件累积塑性分析研究
| 论文题名： | 循环载荷作用下船体构件累积塑性分析研究 |
| 关键词： | 船体构件;累积塑性;循环载荷;极限强度;板架结构 |
| 摘要： | 极限强度是船体结构安全性评估的重要内容之一。目前，船体结构极限强度评估主要基于结构的静态极限强度，即认为船体结构的整体破坏失效是由一次性的单调极端外部载荷引起的。然而，在实际海浪中航行的船舶，在多次较大的交变弯曲载荷作用下，距离船体中和轴较远的构件会逐渐产生累积塑性变形，使船体的承载力下降，最后导致整个船体梁崩溃破坏。针对这一问题，本文开展了循环载荷作用下船体构件的累积塑性计算方法研究工作。主要研究工作如下: (1)基于近场动力学微分算子(PeriDynamicDifferentialOperator，简称PDDO)开展了循环载荷作用下船体构件累积塑性应变计算研究，建立了基于PDDO的弹塑性本构数值模型。采用本文所建立的弹塑性本构数值模型来模拟船体构件在循环载荷作用下的响应，并将计算结果与有限元计算结果进行对比分析，验证了该模型计算结构累积塑性应变的准确性。 (2)使用非线性有限元方法，研究单调载荷下加筋板的极限承载力。考虑结构的材料模型、初始缺陷和焊接残余应力对船舶结构极限强度的影响，为后续对加筋板进行循环加载研究作铺垫。 (3)采用各向同性硬化材料模型，基于PDDO和非线性有限元法开展循环载荷对加筋板极限强度的影响特性研究。通过两种方法计算结果的对比来验证PDDO计算循环载荷作用下结构极限强度的准确性。通过与单调载荷计算结果的对比分析，探究累积塑性应变对船体构件极限强度的影响，并研究了加筋板结构在恒幅和变幅两种加载方式下的极限强度和累积塑性应变响应规律。 (4)以多个ISSC2000加筋板组成的板架结构为对象，开展了单调载荷和不同循环加载方式对板架结构极限强度的影响研究，分析了在循环加载的作用下，板架结构的塑性累积应变和极限强度的变化规律，探究了累积塑性应变下船体结构极限强度的变化规律，为使用近场动力学方法对循环载荷作用下船体结构累积塑性的计算研究工作奠定了基础。 |
| 作者： | 吕鑫垚 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 许维军;徐志亭 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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