船舶结构可靠性载荷概率组合分析

摘要

船舶结构上的载荷或载荷效应,有与船体整体性能有关的垂向弯矩、水平弯矩、剪力和扭矩;有与底部抨击、首外飘砰击和甲板淹湿有关的砰击力和静水压力;局部作用载荷有动态波压或作用在加筋面板上的内部货物的惯性载荷.这些载荷或载荷效应还可分为静态或准静态的静水弯矩和波浪弯矩、动态的砰击诱导应力和波激振动应力.此外,除静水载荷外,所有重要的载荷,无论是低频还是高频载荷都可视为对随机波浪的响应.因此,作用在船舶结构上的载荷的最明显特征就是大多数载荷具有相关性.船舶结构载荷组合方法的开发必须要考虑载荷的瞬时性、动态性、相关性和非平稳性.由于同时组合所有载荷比较困难,因此,作为总体载荷效应与瞬态载荷效应的组合实例,该文首先考虑砰击诱导应力与波浪诱导应力的组合;其次,作为最重要的船体梁载荷组合,该文考虑静水垂向弯矩与低频波浪诱导弯矩的组合;然后,基于连续平稳随机载荷模型,开发出适于规范设计的载荷组合方法,作为方法的应用实例,考虑离岸结构所受到的波浪载荷与风载荷的组合;最后,对由于疲劳和腐蚀所导致强度退化的船体梁进行时变可靠性分析.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1载荷组合问题的背景及意义

1.2载荷组合研究发展概况

1.3船舶结构载荷组合

1.3.1船舶结构上的载荷的分类及其特性

1.3.2临界载荷工况的确定

1.3.3Mansour的基于线性系统谱分析的船体载荷组合

1.3.4静水垂向弯矩同波浪垂向弯矩的组合

1.3.5波浪载荷同砰击载荷的组合

1.3.6离岸结构所受载荷的组合

1.3.7船体梁时变可靠性分析

1.4本文研究内容

参考文献

第二章载荷组合的基本理论

2.1引言

2.2载荷或载荷效应的模拟

2.3随机载荷过程的上跨率或外跨率

2.4基于并联系统失效概率敏度分析的矢量载荷过程外跨率

2.5随机过程跨越某一给定水平次数的统计

2.6平稳独立载荷过程线性组合上跨率界限公式

2.7本章小结

参考文献

第三章波浪载荷效应和砰击载荷效应的组合

3.1引言

3.2波浪诱导载荷效应的极值分布

3.3动态砰击响应的概率模拟

3.4组合响应极值预测

3.4.1基于上跨率分析的组合极值确定形式

3.4.2基于砰击发生的物理机制的组合极值分析

3.5砰击的非泊松性对组合极值的影响

3.6数值分析

3.7本章小结

参考文献

第四章船体主要载荷效应的组合

4.1引言

4.2静水弯矩极值的预测

4.3波浪弯矩的峰值分布

4.4波浪弯矩的极值和组合弯矩的极值

4.5数值分析

4.6本章小结

参考文献

第五章规范设计中基于连续平稳随机过程的载荷组合

5.1引言

5.2适于规范设计的载荷组问题的表述及组合系数的定义

5.3组合极值的确定方法

5.4组合过程统计矩的确定

5.5离岸结构所受到的波浪载荷与风载荷的组合

5.6数值例题及结果分析

5.6.1一般数值分析

5.6.2波浪载荷与风载荷组合数值分析

5.7本章小结

参考文献

第六章船体时变可靠性分析

6.1引言

6.2船体时变抗弯模量的确定

6.3船体时变可靠性的表述形式

6.4数值分析

6.5船体维修和监测的随机模拟

6.6本章小结

参考文献

第七章总结与后记

7.1总结

7.2 后记

参考文献

致谢

攻读博士期间发表的论文