外部静水压力作用下完好和损伤环肋圆柱壳极限强度计算公式

摘要

[目的]重点推导在静水压力下完好和损伤的钢质环肋圆柱壳极限强度预测公式。考虑的损伤场景可代表海上环肋圆柱壳结构(如潜艇、半潜式平台、桅杆以及作为浮式海上风力涡轮机底座的浮柱)的碰撞事故。[方法]验证数值模拟和分析技术,对6种小型环肋圆柱壳模型进行试验。首先,采用刀口压头跌落试验分析4种圆柱模型的损坏情况,然后将所有模型置于静水压力下进行测试,以评估完好和损坏情况下的极限强度。通过改变设计变量,对实际设计的全尺寸环肋圆柱壳进行严格的参数化研究,最后根据参数化研究结果推导出预测损坏环肋圆柱壳剩余强度的简单计算公式。[结果]计算结果与试验结果和有限元分析结果的准确性和可靠性比较结果显示,在所有载荷情况下,吻合均较好。[结论]所做研究对海上结构物环肋圆柱壳的设计和使用极限状态评估具有一定的参考价值。