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腐蚀环境下船舶结构极限承载力及可靠性研究
| 论文题名： | 腐蚀环境下船舶结构极限承载力及可靠性研究 |
| 关键词： | 船舶结构;极限承载力;海洋环境;腐蚀速率 |
| 摘要： | 船舶结构的极限承载力是船体结构抵抗各种外界荷载而不至于造成破坏变形的能力，船体极限承载力是预估船舶结构安全性能的重要指标，因此对船舶结构极限承载力应给予足够重视。船舶长期航行在海水环境中，船舶各结构将会出现各种不确定的随机腐蚀损伤，腐蚀是影响船舶等海工结构体安全的重要因素。由于船舶结构腐蚀的随机性，船舶腐蚀影响因素的多样性，应采用可靠性方法研究腐蚀后船体结构的极限承载力。本文在有限元计算的基础上，对随机腐蚀船舶结构的腐蚀模型及船舶结构极限承载力进行了研究。主要成果如下： 1.通过对现有腐蚀资料整理，海洋环境温度、海水氧气含量和相对湿度等海洋环境因素均对船舶结构的海洋腐蚀速率有一定的改变，提出了综合考虑海洋环境温度、海水氧气含量和相对湿度影响的钢质海船腐蚀数学模型，进一步发展了现有腐蚀模型； 2.综合研究了加筋板极限承载力非线性有限元分析的各种影响因素，结果表明，不同模型范围及是否考虑材料应变硬化的加筋板结构的极限承载力和失效模式相差不大，这些因素主要改变的是加筋板的后屈曲过程；侧压力的存在显著降低了加筋板结构的极限承载力，改变了失效时的屈曲模式； 3.通过随机腐蚀加筋板模型的计算，提出了适用于高强度钢的腐蚀后加筋板极限承载力计算公式。通过对加筋板和船体梁的计算，相较于标称海洋环境，海洋环境温度、相对湿度和海水含氧量对船舶结构腐蚀极限承载力有显著影响，同一年限加筋板和船体梁的极限承载力服从正态分布； 4.根据船舶加筋板和船体梁的随机腐蚀后的极限承载力计算结果，利用JC法，计算船舶结构的可靠性，结果表明，船舶结构极限承载力的可靠度随船龄的增大而降低，船舶结构的可靠度随船龄的变化大致呈线性关系，失效概率随船龄的增长而加大；考虑环境因素影响引起结构可靠度及失效概率的改变随着船龄的增长而增大。 |
| 作者： | 梅佳雪 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 朱海涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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