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大型邮轮上层建筑大跨度甲板结构极限强度评估方法研究
| 论文题名： | 大型邮轮上层建筑大跨度甲板结构极限强度评估方法研究 |
| 关键词： | 大型邮轮;上层建筑;大跨度甲板结构;极限强度;评估方法 |
| 摘要： | 大型邮轮是我国唯一尚未实现自主设计建造的高新船舶，与传统客轮相比其设计难点在于庞大的上层建筑。大型邮轮上层建筑中影院、演艺厅以及休息室等结构的顶层甲板往往采用大跨度结构，此类结构采用薄板以及密集开孔高腹板的纵桁和横梁等特有结构形式，其在水平方向上跨距较大，并且由于需满足特定功能仅设置少量支柱。大跨度甲板结构的存在导致上层建筑乃至船体强度整体削弱，目前我国正处于大型邮轮国产化设计建造的起步阶段，并未有明确的大型邮轮大跨度甲板结构设计方法，因此进行大型邮轮上层建筑大跨度甲板结构极限强度评估方法研究十分必要。 本文以大型邮轮上层建筑大跨度甲板结构作为研究对象，采用模型试验与非线性有限元相结合的方法，开展了大型邮轮上层建筑大跨度甲板结构极限强度评估方法研究。具体研究包含以下几个方面： （1）总结归纳加筋板结构极限强度研究现状，梳理此类结构的失效模式以及相关非线性回归方程理论，确定本文的研究内容以及研究方案。 （2）总结大型邮轮上层建筑大跨度甲板结构特点，计算并统计邮轮大跨度甲板结构的长细比，并将其与传统运输船舶进行对比，明确了大型邮轮上层建筑大跨度甲板结构特性。 （3）以大型邮轮上层建筑异型大跨度甲板结构为研究对象，基于畸变相似理论，设计并完成轴向与侧向组合载荷作用下的大跨度甲板结构模型试验，通过与非线性有限元仿真计算结果对比，得到了大跨度甲板结构在轴向与侧向组合载荷作用下应力变化规律与屈曲失效形式，同时验证了非线性有限元法在邮轮大跨度甲板结构极限强度计算中的有效性。 （4）以实船大跨度甲板结构为研究对象，针对腹板开孔、腹板高度、支柱布置、侧向载荷以及初始变形等结构承载力影响因素，运用非线性有限元法，得到了不同因素对大跨度甲板结构极限承载力的影响。 （5）根据邮轮上层建筑大跨度甲板结构长细比特征，基于大量不同尺寸的大跨度甲板结构极限强度有限元分析结果，采用了多元函数进行拟合回归，成功将传统公式推广并建立了半解析求解的经验回归公式。为大型邮轮上层建筑大跨度甲板结构设计提供依据与参考。 |
| 作者： | 姚新楠 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 刘斌 |
| 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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