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原文传递高速三体船极限强度研究

论文题名：	高速三体船极限强度研究
关键词：	高速三体船;总纵极限强度;模型结构试验;非线性有限元法;总体极限强度
摘要：	高速三体船型作为一种高性能新型船型,与其他船型相比,拥有良好的横稳性、耐波性和快速性,三体船有着很广阔的应用前景,适合作为科学考察船、海上旅游船、海上交通、勘探和救援船等。高速三体船结构复杂,其极限承载能力受到了国内外船舶力学工作者的关注。目前研究船体极限强度的方法通常有直接计算法、理想结构单元法、逐步破坏法、非线性有限元法和模型试验法。极限强度包含了材料非线性与几何非线性,数值仿真方法很难完全真实地预报极限承载力,故有必要对三体船结构进行试验研究,模型试验法能够较真实地得出极限承载能力。高速三体船拥有片体与连接桥结构,相比单体船和双体船有更多的复杂运动和结构响应,其总体极限承载能力也一直非常受人关注。　　根据目前世界上仅有的三体船规范—英国劳氏三体船规范(Rules For The Classification Of Trimaran2006),三体船的设计外载荷包括了总纵静水弯矩、波浪弯矩、横向中垂、横向中拱弯矩、横向扭转力矩、纵向扭转力矩和水平弯矩等。因此在这些外载荷作用下的每种工况都有可能导致高速三体船结构破坏而失效,高速三体船的总体极限强度的研究甚为必要。本文使用结构模型试验与非线性有限元数值方法相结合,重点研究某高速三体船的总纵极限强度,并充分考虑其总体极限工况下的总体极限强度研究。结构模型试验方法用来研究某高速三体船结构的总纵极限强度。运用相似理论并结合有限元计算方法指导极限强度试验模型的设计。试验采用三点弯曲的加载方式,利用多点液压加载系统,模拟实船的波浪弯矩峰值。通过模型试验测试了三体船结构模型的极限承载能力,得到了模型的加载力-应力、加载力-位移曲线及三体船总纵极限强度的破坏模式。然后采用非线性有限元数值计算方法,考虑材料非线性、屈曲和追随力,分别对模型和实船的总纵极限承载力进行计算,最后与试验结果进行对比进行比较分析,研究模型与实船极限强度的对应关系,并预报实船的总纵极限承载能力。除此以外本文还对高速三体船的横向弯极限强度、横扭极限强度和纵扭极限强度进行计算,总体把握三体船的总体极限强度。对其典型构件进行局部加厚并计算其在各工况下的极限承载能力,研究其典型构件对其总体极限强度的影响程度,分析高速三体船在各个极限工况下的破坏模式和规律。
作者：	刘维勤
专业：	船舶与海洋结构物设计制造
导师：	王绪明
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2011
正文语种：	中文