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原文传递加筋板极限强度的简化算法

论文题名：	加筋板极限强度的简化算法
关键词：	船体构件;加筋板;极限强度;极限承载力;简化算法
摘要：	船体构件的纵向强度极为重要，而加筋板为船舶结构中最为主要的一种结构形式，对其在轴向压力作用下的极限强度的研究有重要意义。对此，学者们通过理论分析、实验、及有限元数值计算等多种方法对加筋板了大量的分析和研究。　　本文借助于强有力的有限元工具Ansys，对加筋板在轴向力作用下的非线性计算，得出加筋板的极限承载力。进行了大量数值计算，并把数值计算结果与Smith及Tanaka的实验结果进行了对比和验证。结合基础的理论，研究加强筋的柔度、板的柔度以及轴向力对加筋板极限强度的影响，并基于有限元分析结果，提出了加筋板极限强度的预报公式。本文公式与大量有限元计算及实验对比结果表明，所提出的公式具有较高的精度，为船舶结构的设计和计算提供了很大的便利。　　此外，设计出加筋板极限强度的简化算法，把非线性模型计算出的结构的极限外力施加于相同几何尺寸、边界条件及初始变形的加筋板线性模型中，进行线性计算，得出所有单元的平均von Mises应力，计为σf。以σf与屈服应力σy的比值为目标函数，以板的柔度、筋的柔度为变量，通过对多组模型的计算，最后得出能应用于实际设计和计算的回归公式，使复杂的非线性计算简化为：先计算线性应力，然后通过回归公式算得其对应的非线性失效应力，以望减轻工程实际中的计算量和缩短计算时间并得知极限状态下的应力分布情况。本文主要的研究内容包括如下几个方面：　　 (1)对光板进行计算，并与理论值和各经验公式相比较，讨论和分析计算的可行性和准确性，预先分析影响因素。　　 (2)对一系列的船体常用加筋板进行非线性有限元分析，计算每种模型的屈曲极限和屈服极限，讨论板的柔度和加强筋的柔度对板极限强度的影响，归结出加筋板极限强度的预报公式。　　 (3)对一组加筋板进行分别进行线性分析和非线性有限元分析，把非线性分析所得的结构的极限外力施加于相同几何尺寸、边界条件及初始变形的加筋板线性模型中，进行线性计算，得出所有单元的平均von Mises应力σf。　　 (4)以σf与屈服应力σy的比值为目标函数，以板的柔度、筋的柔度为变量，通过对多组模型计算结果的归纳，得出加筋板极限强度简化算法的公式。　　 (5)对以上公式进行验证。并分析论文可以进一步改进之处。
作者：	张晓丹
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：	2010
正文语种：	中文