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开孔加筋板的强度和稳定性及真极限强度力学性能分析
| 论文题名： | 开孔加筋板的强度和稳定性及真极限强度力学性能分析 |
| 关键词： | 开孔加筋板;应力集中;极限强度;残余应力;船体结构 |
| 摘要： | 在船体结构中，加筋板开孔不可避免，其应力集中问题早已受到了广大学者和船级社的关注。此外，随着对船舶安全性和经济性的深入研究，“极限强度”的概念被引入了船舶共同规范，使得人们对结构稳定性和极限强度的进一步研究成为必然。针对单轴拉压下的开孔加筋板，其强度和稳定性力学性能的研究，将为工程实践提供参考，具有重要的意义。 本文主要采用有限元直接计算方法，对单轴拉压下开孔加筋板的应力集中、稳定性和极限强度等力学性能进行了系列结构分析。基于有限元数值计算的结果，提出了单轴压缩下开孔加筋板极限强度的预报公式，并且探讨了加筋板有限元分析中残余应力的模拟。 其主要研究工作如下： (1)通过有限元方法计算了开孔加筋板拉伸时的应力分布，对比分析圆孔和腰圆孔两种加筋板的应力集中，并对加强后的应力集中问题进行讨论。 (2)对开孔加筋板的有限元计算方法进行了讨论，包括模型的范围选取、网格划分、边界条件等问题，并总结合理的特征值屈曲和非线性有限元计算方案。按照确定的计算方案对开孔加筋板进行特征值屈曲系列计算，对比分析了圆孔和腰圆孔对加筋板屈曲强度的影响规律。 (3)对单轴压缩下开孔加筋板进行非线性有限元系列计算，对比分析了圆孔和腰圆孔对加筋板极限承载能力的影响，基于非线性有限元计算的结果进行公式拟合，提出了开孔加筋板极限强度预报的计算公式，并对其进行误差分析。 (4)讨论加筋板非线性有限元分析中残余应力的模拟，包括光板中残余应力模拟时其网格划分、横向残余应力对结果的影响、角钢和扁钢加筋板中残余应力的作用范围等问题，并总结了加筋板结构中残余应力的模拟方法，为后续的研究提供参考。 |
| 作者： | 李政杰 |
| 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 |
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