不完整结构可靠性分析在船舶工程中的应用

论文摘要

在通常的结构分析和设计中，我们经常忽略各种实际工作对结构可靠性可能产生的影响，而一切实际结构在建造、安装和使用过程中，制造的初始误差和偶然的事故都不可避免的引起诸如残余应力、几何变形等各类初始缺陷，使结构成为不完整结构。本文中将结合船体在破损前和破损后不同的极限弯矩、静水弯矩、波浪弯矩分别算出完整和不完整船体结构的失效概率。由此我们可以看到对破损结构进行可靠性评估的重要性。受损船体的结构研究，开始于二十世纪中叶。过去人们习惯于对完整船体的极限强度的研究，发展了一些简化的解析公式，用作当前设计准则。这些准则的应用，可能产生保守的结果或低估船舶的安全性能。这就需要发展新的方法，用于工程实际，以便更好的体现船舶载荷和强度的随机特性，为工程可靠性分析提供背景。本文正是在这样的前提下进行的。文中，以船舶不沉性理论为基础，对船体破损后达到新平衡位置的静水载荷，采用了比较精确的方法。然后分析了受损船体的剩余极限强度，并用一阶二次矩方法对受损船体的结构安全性进行了可靠性评估。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 选题的目的和意义
• 1.2 课题的国内外发展、研究状况
• 1.3 本文主要的研究内容
• 第2章 结构可靠性基本理论及方法
• 2.1 引言
• 2.2 随机性相关概念
• 2.3 可靠性基本概念
• 2.4 可靠性求解的方法
• 2.4.1 一次二阶矩法
• 2.4.2 蒙特卡罗法
• 2.4.3 响应面法
• 2.5 结构体系可靠度的一般表达式
• 2.5.1 串联、并联和混联体系可靠度计算公式
• 2.5.2 结构可靠度的评估与分析方法
• 2.6 本章小结
• 第3章 完整船体结构可靠性份方法
• 3.1 引言
• 3.2 Taylor展开随机有限元
• 3.3 船体所受载荷的计算
• 3.3.1 静水载荷的计算
• 3.3.2 波浪弯矩的计算
• 3.4 船体梁极限强度的确定
• 3.5 加筋板格极限强度的确定
• 3.6 安全余量的建立
• 3.6.1 梁元的安全余量
• 3.6.2 板元的安全余量
• 3.6.3 刚阵的减缩及反向节点力
• 3.7 算例
• 3.8 本章小结
• 第4章 破损船体结构系统可靠性
• 4.1 引言
• 4.2 破损船体浸水的计算
• 4.2.1 直接浸水计算
• 4.2.2 可浸长度的确定
• 4.2.3 浸水对于稳性的影响
• 4.3 破损船体静水载荷的计算
• 4.3.1 船体水下部分及淹水舱要素
• 4.3.2 破损船舶的浮态参数的计算
• 4.4 船体破损后的安全余量
• 4.4.1 非对称剖面要素及计算
• u的计算'>4.4.2 极限弯矩M_u的计算
• 4.4.3 安全余量的建立
• 4.5 算例
• 4.6 本章小结
• 结论
• 一.本论文主要结论
• 二.展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位论文期间发表的论文和取得的科技成果
• 致谢