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原文传递大型邮轮典型板架结构动态屈曲特性研究

论文题名：	大型邮轮典型板架结构动态屈曲特性研究
关键词：	大型邮轮;甲板板架;极限强度;动态屈曲;非线性有限元法
摘要：	船体结构的极限承载能力是反映船体结构安全可靠性的关键指标之一，在工程设计上一般使用静力方法加以评定。随着海上船舶向大型化和高速化方向的发展，大型邮轮在航行过程中遭遇极端波浪海况的概率更高，此时波浪砰击载荷对邮轮船体结构安全性的愈加明显，因此需要合理评估邮轮船体结构在动态载荷下的结构响应和屈曲特性。与传统的静力极限强度研究显著不同，船体结构在动态载荷下的结构动态响应和屈曲特性的研究更加复杂，必须充分考虑载荷时历效应、材料动态本构等多种因素的影响。因此研究动态载荷作用下的邮轮典型板架结构的结构动态响应和屈曲特性，探究其关键影响因素，并分析其与静力屈曲特性之间的区别对我国大型邮轮结构设计及安全评估有较好的指导意义。　　本文主要采用非线性有限元分析方法，以某大型邮轮研究对象，对简单加筋板结构、大型邮轮上层建筑中的典型板架结构，包括开孔高腹板板架结构、异型大开口板架结构，以及简化的邮轮模型的结构动态响应和动态屈曲特性进行了探究，并与其静力极限强度和屈曲特性进行对比。研究内容主要有以下几个方面：　　（1）加筋板结构的极限强度数值分析方法。简述了船体加筋板结构的理论研究基础，介绍了加筋板结构的失效模式、结构的初始缺陷以及加筋板静力极限强度的近似计算方法。以简单加筋板为研究对象，采用非线性有限元计算方法对其动态极限强度和影响因素进行了探究；　　（2）邮轮典型板架动态强度及影响因素分析。以某大型邮轮中的典型甲板板架为研究对象，采用非线性有限元方法研究了邮轮中含横梁、纵桁的甲板板架的静力极限强度和失效模式，研究了边界条件、初始缺陷、板架参数等因素对甲板板架动态极限强度的影响；　　（3）动态载荷作用下的邮轮板架结构响应和屈曲特性分析。考虑到实际中动态载荷作用于邮轮板架结构，采用简化的半正弦型式的动态载荷，分析了载荷参数、甲板面压及腹板开孔等因素对甲板板架的动态响应和屈曲特性的影响；分析了邮轮异型开口板架的静力极限强度和失效模式，研究了大开口板架在动态载荷下的动态响应过程；　　（4）动态弯矩作用下大型邮轮结构动态响应分析。对大型邮轮模型进行简化，采用非线性有限元法研究了简化邮轮模型在中垂状态下的静力极限强度和失效模式；考虑到实际动态弯矩载荷作用于邮轮模型，基于动态分析方法研究了简化邮轮模型在动态弯矩载荷作用下的动态响应，以简化模型在静力极限状态下的转角为参考值评估了简化邮轮模型在动态弯矩下的动态极限强度，并讨论了动态弯矩型式、动态弯矩时间及动态弯矩峰值等参数对邮轮动态响应的影响。
作者：	叶文强
专业：	船舶与海洋工程
导师：	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