船体极限强度逐步破坏分析方法研究

摘要

船体极限强度是船体强度分析的重要组成部分,能够计及船体构件的后屈曲性能,从而反映船体的真实强度储备。船体的失效过程是一个渐进过程,部分构件失效后,船体仍能够继续承载,直至达到极限强度。相比其它分析方法,以Smith方法及非线性有限元法为代表的逐步破坏分析方法具有效率高,可靠性好,且精度高的特点,在船体极限强度分析中被广泛应用。本文研究了Smith方法及非线性有限元法在船体结构极限强度逐步破坏分析中的应用。
　　 论文主要完成以下工作:
　　 1)介绍船体极限强度逐步破坏分析方法及其研究现状,阐述了船体结构在极限状态下的设计原则和技术要求;
　　 2)介绍基于破坏模式的船体构件极限强度分析方法,研究了构件的初始变形,焊接残余应力等因素对船体构件极限强度的影响;
　　 3)研究了基于解析法的单元平均应力—应变曲线,将侧向载荷对曲线的影响考虑到分析过程中,得到适用性更强的平均应力-应变曲线;
　　 4)分别基于散货船共同结构规范(CSR)及解析方法,编写了两套Smith方法计算程序,并应用计算程序分析箱形梁及船体梁极限强度,对结果进行对比分析;
　　 5)阐述船体结构分析中非线性问题的来源,介绍应用非线性有限元法分析船体结构极限强度的方法和过程;
　　 6)研究非线性有限元法在船体极限强度分析中的应用,分别在计及侧向载荷(水压力)和忽略侧向载荷情况下,分析板、加筋板、箱形梁及船体梁极限强度,并分析侧向载荷对船体极限强度的影响。