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原文传递循环弯曲下船体梁极限强度研究

论文题名：	循环弯曲下船体梁极限强度研究
关键词：	循环弯曲;极限强度;应力-应变关系;船体梁
摘要：	船体梁总纵极限强度的研究对于保证船舶的安全具有重大的意义。几十年来对于这个问题的研究已经取得了很大的进展，形成了几种较为实用的计算方法。虽然思路各异，但都是建立在静力极限强度准则的基础上的，即认为船体梁的总体破坏是由于外载一次性加载到其极限值导致的。然而实际情况是，船舶在航行中往往受到很多周期性循环弯曲载荷的作用，当其足够大时，会导致船体梁危险断面处某些纵向构件发生一定程度的屈服或屈曲破坏及塑性变形，从而使得该断面的极限承载能力降低。其最终结果是，某些纵向承力构件已产生塑性变形的船体在某一次未达到纵向极限弯矩的载荷作用下就有可能发生破坏。本文较为深入地研究了这个问题，探讨了循环弯曲作用对船体梁总纵极限强度的影响，得出了一些有意义的结论，主要工作如下：　　 1)讨论了面内载荷下矩形板的变形性能。分别使用弹性大变形分析和刚塑性分析的方法研究矩形板的极限强度，详细推导了矩形板在变形的各个阶段中，轴向载荷，轴向变形以及横向变形之间的关系。　　 2)在加筋板格不同的失效模式及极限强度分析的基础上，研究了其在循环面内载荷作用下的变形性能，探讨了在不同变形阶段内，加筋板格的轴向应力，轴向应变以及横向挠度之间的关系，并在此基础上进一步讨论了卸载时加筋板格的变形。将加筋板格循环后极限强度的降低归结为循环过程中梁柱初偏心逐渐增加导致的结果，进而导致整个船体梁截面极限强度的降低。使用Fortran90语言编制了相关计算程序，以一个典型的船体梁加筋板格为研究对象，探讨其在循环轴向载荷作用下变形及极限强度的变化，结果证明本文的假定与推断是合理的。　　 3)本文在传统的逐步破坏法的基础上，改进出了可用于计算循环后船体梁极限强度的计算程序，程序使用Fortran90语言编制。其基本思路是，加载的循环量的大小由变形的曲率控制，程序不断追踪每次循环后组成船体梁截面各单元的平均应力-应变关系，它是在上次循环后单元的平均应力-应变关系和本次循环变形量的基础上计算得出的。将循环完成后各单元的平均应力-应变关系代入传统逐步破坏法的计算程序，得到循环完成后船体梁的极限强度。　　 4)给出了一个箱型梁模型和一艘实船的计算实例。从计算结果中归纳总结出了一些简单规律，最主要是验证了在循环弯曲作用下，尽管不是所有时候，但某些情况下船体梁的极限强度确实会降低，初步达到了本文研究的目的。
作者：	刘恪畅
专业：	船舶与海洋结构物设计制造
导师：	杨平
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文