循环弯矩作用下船体梁逐步崩溃行为的研究

摘要

船体梁的极限强度分析已经成为船舶安全性校核的重要部分。国内外学者已经在这个问题上取得了很大的研究成果，已经有很多种实用的计算方法。但大多数都是建立在一次性崩溃的前提下进行分析。然而实际上，船舶在航行上往往受到交变载荷的作用，其极限承载能力往往比一次性分析所得结果更低，所以仅仅考虑一次性崩溃往往偏于危险。要提高船舶的安全性，更加符合实际，就需要研究循环载荷下的船体响应。近年来对循环载荷下的船体梁的崩溃行为研究已经引起国内外学者的重视，主要有理论分析，数值分析及实验分析等方式。本文主要使用理论方法和数值方法来研究了船体梁在循环载荷下的崩溃行为，其具体工作如下:
　　 1)运用理论方法分析了面内载荷下矩形板的崩溃行为。采用弹性大变形分析和刚塑性分析相结合的方法求解出矩形板的极限强度，绘制出平均应力-应变曲线。并运用累积递增塑性的思想计算出循环载荷下的平均应力-应变曲线，和通用有限元软件的计算结果进行比较。
　　 2)运用理论方法分析了加筋板的崩溃行为，采用数值拟合的方法编写了计算程序，得到一种较为精确的计算方法，并绘制平均应力-应变曲线，和通用有限元软件的计算结果进行比较。
　　 3)讨论加筋板在循环载荷下的行为，选取了一种适用于循环分析的解决方案，用累积递增塑性的思想绘制曲线，并和通用有限元软件的计算结果进行比较。
　　 4)以逐步崩溃法为基础，采用Fortran语言编写计算程序，用于计算循环下船体梁的崩溃行为。计算了多条箱型梁和实船，并用通用有限元进行比较验证。证明本文的方法对研究和预报交变载荷下的船体梁崩溃行为有一定意义。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及研究意义

1．2 国内外对于相关问题的研究现状

1．3 论文的主要工作

第2章 循环面内载荷作用下矩形板的崩溃行为分析

2．1 理论分析方法

2．1．1 基本假定

2．1．2 弹性大变形分析

2．1．3 刚塑性分析

2．1．4 平均应力应变关系

2．2 实例计算

2．3 本章小结

第3章 面内载荷下加筋板的崩溃行为分析

3．1 理论推导

3．1．1 基本假定

3．1．2 应力应变关系推导

3．2 计算实例

3．3 本章小结

第4章 循环面内载荷作用下加筋板的崩溃行为分析

4．1 加筋板单元的极限应力

4．1．1 筋失效极限应力

4．1．2 板失效极限应力

4．2 压缩载荷下的单元平均应力—应变关系

4．2．1 压缩载荷下单元的稳定区平均应力—应变关系

4．2．2 压缩载荷下单元的非卸载区平均应力—应变关系

4．2．3 压缩载荷下单元卸载区的平均应力—应变关系

4．3 拉伸载荷下单元的平均应力—应变关系

4．4 加筋板格的卸载

4．5 循环载荷下加筋板崩溃行为计算步骤

4．6 实例计算及结果讨论

4．7 本章小结

第5章 循环弯曲下船体梁的崩溃行为分析

5．1 单次弯曲载荷作用下船体梁的崩溃行为

5．1．1 基本原理

5．1．2 计算流程

5．2 循环弯曲载荷作用下船体梁的崩溃行为

5．2．1 基本原理

5．2．2 计算流程

5．3 箱型梁模型实例计算及结果讨论

5．3．1 单向循环

5．3．2 双向循环

5．4 实船计算及结果讨论

5．4．1 某集装箱船

5．4．2 Dow’s 1／3 Test Hull

5．4．3 某内河船

5．5 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 本文所做工作的总结

6．2 本论文的不足与展望

参考文献

致谢