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船体加筋板结构高级屈曲的算法研究及其计算评估系统的开发
| 论文题名： | 船体加筋板结构高级屈曲的算法研究及其计算评估系统的开发 |
| 关键词： | 船体加筋板;半解析法;有限元法;极限强度;增量Galerkin法 |
| 摘要： | 随着科学技术的发展,高强度钢材的应运而生,拉应力问题已经不再是结构所要解决的主要问题。但是以压应力为主要特征的屈曲问题成为了结构设计中的主要矛盾。特别是,对于带有初始缺陷的加筋板结构,其高级屈曲问题更是越来越多的被各国船级社所关注。2005年12月召开的国际船级社协会(以下简称IACS)大会,通过广泛协商,深入研究后达成共识:船舶结构共同规范(Common Structural Rules,简称CSR),于2006年4月1日正式生效,并强制执行。双壳油船共同规范将“极限强度”的概念引入到规范技术标准中。从而可以更加客观地评估加筋板结构的极限承载能力,从而推动了现代船舶结构设计技术的进一步发展。其指出除了按照非线性有限元方法计算外,计算标准中允许采用非线性屈曲理论的方法进行计算,但未提出具体的方法和步骤。 本文的主要研究内容可以分为两个部分: (1)通过FEM计算加筋板结构的极限强度 (2)开发一个用于评估船体加筋板结构高级屈曲的评估系统。第一部分的主要内容就是通过Patran/Marc的PCL语言更加合理的考虑加筋板结构的初始变形,并计算其极限强度。第二部分开发的加筋板高级屈曲的评估系统,需要考虑共同规范中的非线性屈曲理论。该评估系统考虑了材料的非线性、几何非线性、初始缺陷等因素。它采用增量Galerkin法,高效且相对准确的获得加筋板结构的“极限承载能力”。 本文主要的研究工作如下: (1)寻求一种合适的半解析方法解决大挠度对加筋板结构极限强度的影响。 (2)考虑初始缺陷(本文指初始挠度)、材料塑性对加筋板结构极限强度的影响。 (3)理论推导了加筋板结构在受轴压/拉、侧压及剪切载荷组合情况下,其极限强度的计算公式。 (4)按照以上内容开发一套用于评估加筋板结构极限强度的程序系统。 (5)利用Patran/Marc及Ansys做一系列的计算,并将其结果与本文开发的评估软件计算结果进行对比和分析。 |
| 作者： | 罗刚 |
| 专业： | 结构工程 |
| 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： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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