摘要: |
船体梁总纵极限强度分析是有关船舶安全性的一个很重要的问题。结构破坏几乎总是非线性的.几何非线性或者材料非线性,而且两种形式的非线性还可能同时发生,并且船体截面的组成单元(一般是加筋板单元)在达到材料屈服应力之前还可能发生多种形式的屈曲。这就给船体极限承载能力的分析带来了困难。因此要分析船体梁的总纵极限承载能力,首先要准确得到加筋板单元的应力.应变关系。本文基于IACS共同规范,采用逐步破坏法,针对油船的总纵极限强度研制了相应的计算程序。
逐步破坏法首先将船体截面离散成不同的加筋板单元,根据实际受力情况,将单元分成受拉区和受压区。受拉区单元由理想弹塑性理论得到其应力.应变关系曲线;受压区单元又分成一般单元和硬角单元。当船体梁在中垂或中拱状态下时,设定一个初始曲率,根据各个单元对瞬时中和轴弯矩的贡献,累加得到相对于这个曲率的总弯矩,然后判断弯矩是否达到极值,如未达到,则增加曲率,重复上述过程,直到弯矩为极值为止。
为实现上述过程,作者采用FORTRAN90语言编写了相应的计算程序。作者的程序可解决如下问题:油船船体梁的极限承载能力以及加筋板单元的各种破坏模式的应力-应变关系曲线,不同曲率对应的弯矩值,以及船体梁的极限弯矩。本文对典型箱形梁模型和实船计算了极限弯矩,对比用相关程序计算的结果及试验值,结果是令人满意的。另外对一艘双壳油船计算了考虑腐蚀增量的极限弯矩,并与不考虑腐蚀增量的极限弯矩进行了比较。作者还用一步法计算了两个典型箱形梁模型和两条油船的极限弯矩,并与作者的程序解比较,结果表明两种方法的计算结果相差很小。对箱形梁模型的某些参数如弹性模量、屈服应力和带板厚度等做了系统的分析,并且得到了它们的敏感度值,另外,对双壳油船还分析了屈服应力、弹性模量和带板厚度对极限弯矩的影响。 |