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循环载荷下开孔船体结构弹性安定与塑性累积特性研究
| 论文题名： | 循环载荷下开孔船体结构弹性安定与塑性累积特性研究 |
| 关键词： | 开孔船体结构;循环载荷;极限强度;弹性安定;塑性累积特性 |
| 摘要： | 随着船舶行业的迅速发展，现代船舶向着大型化及多样化发展，对船舶的结构安全形成了新的挑战。作为船舶结构安全性的重要保障，船体结构极限强度评估早已受到众多专家学者的高度关注。传统的船体结构极限强度分析大多基于单调载荷下的静力极限强度评估理念。事实上，船体结构在船舶营运时所受的外载荷带有明显的循环属性。在不同模式及幅值的循环载荷作用下，船体结构可能进入弹性安定状态或者发生持续的塑性累积。开展循环载荷下船体结构的弹性安定及塑性累积特性研究，对船体结构极限强度评估具有重要意义。在船舶设计及实际建造过程中，为满足管道装配、维修出入等要求，经常需要在船体结构上开孔。与完整船体结构相比，开孔船体结构弹性安定及塑性累积特性的影响因素更加复杂，缺乏较为深入的研究。本文采用非线性有限元法，开展循环载荷下开孔船体结构弹性安定与塑性累积特性研究。主要研究工作如下： （1）对比分析开孔船体板非线性有限元计算中两种常用的焊接初始变形构造方式，及其对循环载荷下开孔船体板塑性累积与极限强度的影响。另外，基于开孔船体板极限强度非线性有限元计算结果，提出考虑不同焊接初始变形构造方式的开孔船体板轴压极限强度预测公式。 （2）运用非线性有限元方法，分析开孔尺寸及板的柔度系数对循环载荷作用下开孔船体板弹性安定区间及塑性累积分布的影响，同时对弹性安定状态及塑性累积状态下开孔船体板（剩余）极限强度进行探讨。 （3）运用非线性有限元方法，分析开孔尺寸、板的柔度系数、筋的柔度系数对循环载荷作用下开孔船体加筋板弹性安定区间及塑性累积分布的影响，同时对弹性安定状态及塑性累积状态下开孔船体加筋板（剩余）极限强度进行探讨。 （4）开展单调弯矩及循环弯矩下开孔箱型梁极限强度非线性有限元分析。研究开孔尺寸及侧板厚度对单调弯矩作用下开孔箱型梁极限强度的影响。另外，探讨开孔尺寸及侧板厚度对循环弯矩作用下开孔箱型梁弹性安定区间及塑性累积分布的影响。 （5）开展单调弯矩及循环弯矩下破损船体梁极限强度非线性有限元分析。研究船体梁碰撞破损对其弹性安定区间及安定状态下极限强度的影响，同时对塑性累积状态下破损船体梁塑性累积及其（剩余）极限强度进行探讨。 |
| 作者： | 胡松 |
| 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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