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大型邮轮典型板架结构极限承载能力与失效模式研究
| 论文题名： | 大型邮轮典型板架结构极限承载能力与失效模式研究 |
| 关键词： | 大型邮轮;板架结构;加筋板;极限强度;纵弯载荷;失效模式 |
| 摘要： | 作为造船业皇冠上的明珠，现代邮轮如同流动的大酒店，拥有丰富的娱乐设施。相较于传统客船，大型邮轮拥有丰满的上层建筑，需要兼顾稳性与重量控制的问题。为了控制上层建筑的重量与重心，大量特殊的结构形式被广泛应用在其中，对此类特殊结构的安全性评估成为了邮轮结构设计过程中不可忽视的问题。以开孔高腹板板架结构为例，从宏观角度来讲，开孔的存在会破坏结构的连续性，降低板架的弯曲刚度。然而开孔对板架结构失效模式的影响尚未做深入研究，开孔尺寸，位置与开孔形式等因素对板架结构承载特性的影响规律尚不可知。对这类典型板架结构的极限承载能力与失效模式分析，可以为大型邮轮板架结构的设计提供指导性意见。 基于上述现状，本文以大型邮轮上层建筑的典型板架结构作为研究对象，采用数值计算与模型试验相结合的方法，提出大型邮轮典型加筋板及板架结构的承载能力评估方法，具体研究工作主要有以下几个方面： （1）开展了开孔高腹板板架轴压极限承载能力试验，探究了板架结构在轴压载荷作用下的应力分布与失效模式，并基于三维扫描结果开展了数值计算工作，将试验结果与数值计算结果进行对比验证了数值计算方法的准确性。 （2）应用非线性有限元法对不同柔度区间的加筋板模型进行计算。分别探讨了加筋参数与板格参数对加筋板极限承载能力与失效模式的影响。并得到了不同失效模式下邮轮典型加筋板极限承载能力的预报公式。 （3）以典型开孔高腹板板架结构为研究对象，讨论了纵桁几何特性以及开孔形式与开孔尺寸对板架极限承载能力的影响。基于数值计算结果，提出开孔高腹板板架极限承载能力的预报方法。 （4）将大型邮轮的多层板架结构进行简化，分析了多层板架结构在纵弯载荷作用下的失效行为，探究了面压载荷，甲板层数与舷侧开口的有无等因素对多层板架结构极限承载能力与失效模式的影响。并分析了铝合金替换上层建筑方案，可以为大型邮轮上层建筑的轻量化设计工作提供建议。 |
| 作者： | 张正 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 吴卫国;甘进 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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