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原文传递船体梁总纵极限强度分析

论文题名：	船体梁总纵极限强度分析
关键词：	船体梁;极限强度;逐步崩溃法;有限元方法;耦合梁理论;船舶结构;总纵极限
摘要：	船舶因其类型的多样性，结构的复杂性，涉及到材料非线性和几何非线性，以及其他许多影响因素，使得其结构响应非常复杂，很难估算其极限强度。到现在为止，对船舶结构的设计方法也只限于弹性范围，船舶尺寸由屈曲、屈服或疲劳极限来决定。这种设计方法隐含着一种假设，即船体梁还存在一定的极限强度余量。对于细长型船舶，这种设计方法是安全的。但是，过大的强度余量会造成对材料的利用不充分，是一种材料的浪费。同时由于船舶自重过大，也就降低了载重量，是一种对船舶能力的浪费；另一方面，对于粗短型船舶，例如客船，具有由多层甲板组成的高而长的上层建筑，而上层建筑具有很低的剪切刚度，这就降低了其在船体梁总纵弯曲中的作用。而且，由剪切引起的屈曲也会降低剪切刚度，会更进一步加剧剪滞效应。另外，设计载荷是通过静态方法来确定的，当船舶驶入波浪中时，其实际所受弯矩有可能超过设计弯矩，这就使得传统的弹性设计理念存在一定的不安全性。基于这两方面的考虑，对船舶总纵极限承载能力的客观而精确的评价非常必要。本文通过各种不同的方法计算船体梁总纵极限弯矩，主要内容为： (1) 研究了考虑各种影响因素下，各种强度单元受拉和受压时的力学特性，以理论公式表示各种强度单元的载荷-端部缩短曲线，并基于逐步崩溃法原理，运用Microsoft Visual C++ 软件编制船体梁总纵极限弯矩的简化计算程序。 (2) 对(1)中方法所采用的载荷-端部缩短曲线进行验证及简化计算程序进行验证。对载荷-端部缩短曲线的验证通过有限元方法进行对比验证；对最终简化计算程序的验证分别采用有限元方法、BV船级社软件计算、传统减缩直接计算方法和试验结果进行对比，验证简化计算程序的合理性和计算精度。 (3) 基于耦合梁理论，采用BV船级社规范关于船体梁极限强度校核的载荷-端部缩短曲线，考虑单元之间的剪切和垂向力作用，介绍了一套完整的求解客船船体梁总纵极限弯矩的理论。
作者：	王文明
专业：	船舶与海洋结构物设计制造
导师：	张世联
授予学位：	硕士
授予学位单位：	上海交通大学
学位年度：	2007
正文语种：	中文