原文传递
联合载荷作用下受损船舶剩余强度可靠性评估方法研究
| 论文题名： | 联合载荷作用下受损船舶剩余强度可靠性评估方法研究 |
| 关键词： | 受损船舶;联合载荷作用;剩余强度;可靠性评估 |
| 摘要： | 传统的完整船极限强度评估方法中，一般只考虑垂向弯矩的作用，将垂向弯矩最大定义为临界工况，而忽略水平弯矩和扭矩等其他船体梁载荷的影响。然而，对于受损船舶，由于破舱进水后船体浮态的变化，当船舶处于某些斜浪中时，水平弯矩的量级不能忽略不计。此时如果仍然将完整船的极限强度校核方式应用于受损船舶，只考虑垂向弯矩来进行剩余强度的评估，可能导致评估结果偏于危险。因此，本文旨在开发一套合理的联合载荷作用下受损船舶剩余强度的可靠性评估方法，以更好地评估受损船舶的安全性，其中涉及到的主要内容包括以下几个方面: 1)提出了用于破损船剩余承载能力计算的改进Smith法。针对传统的Smith法未考虑非对称剖面中和轴的偏转问题，在力平衡准则的基础上，引入了力矢量平衡准则。采用多目标粒子群优化算法，进行了中和轴的搜索，将基于多目标粒子群优化算法的中和轴追踪应用到Smith法中，提出了考虑中和轴偏转的改进Smith法。 2)提出了联合载荷作用下受损船舶极限状态方程的拟合方法。由于传统的显式极限状态方程并不适用于破损船，因此，讨论采用分段回归的响应面法拟合破损船的隐式极限状态方程。将极限状态方程曲线进行分段拟合，采用加权最小二乘法求解待定系数，并保证每个分段连接处的值和曲线斜率分别相等，以保证曲线的光顺性和曲线正常趋势。 3)提出了联合载荷作用下受损船舶剩余强度的可靠性评估方法。当受损船舶处于斜浪中时，通过直接计算可得船体遭受的垂向载与水平载荷值，此时基于拟合得到的极限状态方程可快速定位破损船的垂向与水平剩余承载能力的值。考虑载荷与剩余承载能力的不确定性与变异性，采用蒙特卡罗法进行统计抽样，则可得到受损船舶的失效概率与可靠度。 通过研究，可以发现:传统的Smith法未能考虑中和轴的偏转，导致计算结果偏差较大，改进Smith法有效提高了剩余承载能力的计算精度;显式极限状态方程对于受损船舶局部点处非线性程度较高的拟合效果较差，基于响应面法的隐式极限状态方程有效提高了拟合精度;对于某些斜浪工况，相比于仅考虑垂向弯矩的可靠性评估，联合载荷作用下受损船舶的失效概率更大，因此，进行联合载荷作用下受损船舶剩余强度的可靠性评估是十分必要的。 |
| 作者： | 高超 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 李陈峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2019 |
检索历史
应用推荐
