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箱型加筋结构在轴压载荷下的后屈曲极限强度与可靠性分析
| 论文题名： | 箱型加筋结构在轴压载荷下的后屈曲极限强度与可靠性分析 |
| 关键词： | 船体结构;箱型加筋结构;后屈曲极限强度;轴压载荷;有限元仿真 |
| 摘要： | 加筋结构作为船体结构中重要的组成部分，在其服役过程中不可避免会出现各种损伤破坏，而屈曲失稳是其中较为常见且危害非常高的一种失效形式。一旦加筋结构发生失稳破坏，其承载能力会大幅下降，甚至可能会导致船体结构的整体失稳，引发重大安全事故。因此，开展箱型加筋结构在轴压载荷下的后屈曲极限强度与可靠性研究，对科学制定结构方案、充分发挥结构整体潜能和延长结构使用寿命具有重要意义。本文通过试验、有限元仿真及随机有限元法相结合的方法系统研究了箱型加筋结构在轴压载荷作用下的极限强度和可靠性，主要的研究内容如下： 首先，开展箱型加筋结构的轴压试验研究，探讨不同加强筋筋高的箱型加筋结构在轴压载荷作用下的失效形式和极限承载能力。对箱型加筋结构材料开展单轴拉伸试验，确定试件的材料属性。 其次，使用有限元软件ABAQUS建立不同尺寸的箱型加筋结构在轴向压缩载荷下的仿真模型，通过特征值屈曲分析研究结构的各阶屈曲模态及临界屈曲载荷，同时开展后屈曲分析，得到结构的极限承载能力，并进一步探讨加强筋筋高对后屈曲极限强度及载荷-轴向位移曲线的影响，将仿真结果与试验结果进行对比分析。 随后，对随机有限元法与结构可靠性研究的理论知识进行梳理，归纳出随机有限元法计算可靠度的相应公式和研究过程，为箱型加筋结构的可靠度计算奠定基础。 最后，基于随机有限元方法对箱型加筋结构进行可靠性分析。研究加筋板板厚、筋高、筋厚、杨氏模量等不确定性参数对结构强度不确定性的影响，并基于试验得到的极限强度值对概率极限强度进行更新。以极限状态方程Z=R-S=0为基础（R为结构载荷，S为结构抗力），采用一次二阶矩法求出箱型加筋结构的可靠度和失效概率，得到船舶结构强度随机有限元分析案例。 |
| 作者： | 秦莉 |
| 专业： | 机械 |
| 导师： | 刘敬喜;骆伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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