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箱型梁舱段极限强度分析方法和试验技术研究
| 论文题名： | 箱型梁舱段极限强度分析方法和试验技术研究 |
| 关键词： | 船舶工程;箱型梁舱段;极限强度;结构优化 |
| 摘要： | 箱型梁舱段就是指在船舶强力甲板下设置纵向箱型梁的舱段型式。这种舱段型式相比于常规舱段型式，具有抗弯能力强，抗暴抗冲击高等杰出优点，受到世界各国船舶与结构设计者的高度重视，成为近期研究的热点。由于箱型梁舱段在纵向弯矩下的逐步从局部损坏到整体崩溃过程研究得不够充分，所以需要进行舱段模型的极限强度试验研究。考虑到舱段极限强度模型体积庞大、结构复杂，试验结果需要考虑材料屈服、结构失稳等因素，试验模型的设计成为舱段极限强度试验的关键。 本文首先介绍了分析舱段极限强度的几种方法及其优缺点，提出箱型梁等截面积设计方法，并应用有限元软件 ABAQUS对箱型梁舱段和常规舱段模型进行极限强度数值分析。针对舱段极限强度试验模型设计的难点，本文提出舱段模型应力分布平缓度设计法，利用上述设计法得到了模型截面形状和尺寸对过渡段长度的影响，结合有效试验段和模型一体化设计概念对箱型梁舱段极限强度试验模型过渡段进行设计，以整体要求、尺寸要求、局部强度和经济性要求四个方面为依据，进行试验模型加载段设计，得到箱型梁极限强度试验模型设计方案。 主要工作及结论如下： (1)对国内外舱段极限强度分析方法和箱型梁舱段研究现状进行了归纳； (2)开展了加载速率对准静态法极限弯矩分析结果的影响研究，通过对多个模型方案以及多个加载速率分析结果的对比分析获得了提高准静态法计算效率的有效方法； (3)对比分析了强力甲板下设置“T”型材和箱型梁的优缺点，在此基础上提出了箱型梁舱段等截面积设计方法。利用此方法设计得到了与常规舱段模型等截面积的箱型梁舱段模型； (4)开展了箱型梁舱段和等截面积的常规舱段极限强度和破损后剩余强度对比研究，结果表明：对于完整计算模型，箱型梁舱段极限强度比常规舱段高6％；对于破损计算模型，箱型梁舱段剩余极限强度比常规舱段高18%。即箱型梁舱段能明显提高船舶生命力； (5)开展箱型梁舱段极限强度试验模型设计方法研究。针对模型过渡段首次提出了舱段应力分布平缓度设计法，并结合试验模型一体化设计概念和加载段设计方法设计获得了完整的箱型梁舱段试验模型。开展了模型试验，试验结果表明此方法具有良好的工程应用性。 |
| 作者： | 成磊 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 岳亚霖 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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