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循环载荷下基于弹性安定状态的船体结构极限强度研究
| 论文题名： | 循环载荷下基于弹性安定状态的船体结构极限强度研究 |
| 关键词： | 船体结构;循环载荷;弹性安定状态;极限强度;塑性累积 |
| 摘要： | 船体结构的极限强度对于保障船体结构的安全性至关重要。长期以来，船体结构极限强度评估均是以一次性静力极限强度破坏理念为基础。客观上讲，船舶在航行过程中会受到波浪环境导致的循环载荷，开展循环载荷下船体结构极限强度研究有利于进一步了解船体结构极限强度破坏的真实机理，若将船体结构的极限强度置于循环载荷视角下，由于循环载荷模式与幅值不同，船体结构可能呈现弹性安定与塑性累积极限强度破坏。其中弹性安定极限强度破坏针对于幅值较小，塑性累积只在最初的几次循环中出现的情况。塑性累积极限强度破坏针对于幅值较大，船体结构突破弹性安定状态后出现塑性变形不断累积的情形。本文以循环载荷下船体结构的弹性安定状态为基础，采用非线性有限元法，研究了船体板、加筋板处于弹性安定状态及突破弹性安定状态后的极限强度与塑性累积特性。主要工作如下： （1）开展面内循环压缩-拉伸载荷下处于弹性安定状态的船体板极限强度研究，分析了循环载荷幅值等因素对面内循环压缩-拉伸载荷下处于弹性安定状态的船体板极限强度的影响。另外，通过非线性有限元数值计算结果，给出了面内循环压缩-拉伸载荷下处于弹性安定状态的船体板极限强度评估公式。 （2）开展面内循环压缩-拉伸载荷下处于弹性安定状态的船体加筋板极限强度非线性有限元分析，探讨了循环载荷幅值等因素对面内循环压缩-拉伸载荷下处于弹性安定状态的船体加筋板极限强度的影响。 （3）开展面内循环压缩-拉伸载荷下处于弹性安定状态的船体加筋板极限强度系列化非线性有限元分析。基于系列非线性有限元分析，修正 Rahman梁-柱法船体加筋板平均应力-平均应变关系，获得了面内循环压缩-拉伸载荷下处于弹性安定状态的船体加筋板平均应力-平均应变关系。 （4）开展面内循环载荷下突破弹性安定状态后的船体加筋板（剩余）极限强度研究。分析了循环载荷模式与幅值、材料属性对面内循环载荷下突破弹性安定状态后的船体加筋板塑性累积及（剩余）极限强度的影响。 （5）开展面内循环载荷下基于弹性安定状态的某全尺寸船体加筋板极限强度研究。分析了焊接残余应力变化和材料属性对面内循环压缩-拉伸载荷下处于弹性安定状态的全尺寸船体加筋板极限强度的影响。另外，探讨了循环载荷幅值等因素对面内循环载荷下突破弹性安定状态后的全尺寸加筋板塑性累积及（剩余）极限强度的影响。 |
| 作者： | 丁启印 |
| 专业： | 机械 |
| 导师： | 崔虎威 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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