破损舰船结构的可靠性分析

论文摘要

根据资料统计,从二战以来,大型舰船发生频率最高的破坏形式是舰体整体倾覆。本文从舰船整体倾覆的角度,研究破损舰船结构系统的可靠性。当鱼雷命中舰船后,将引起舱段的破坏,使舰船失稳倾覆而导致舰船结构体系破坏。然后寻找舰船结构体系破坏的失效模式,考虑其相关性,应用结构体系可靠性原理计算舰船结构可靠性。主要内容如下:1.根据舰船结构在常规武器打击下的破坏特点,并从舰船整体倾覆的角度出发,将鱼雷命中舰船的部位,破口大小,破舱的个数确定为影响舰船整体可靠性的主要参数。2.根据现有的资料统计了大型舰船被鱼雷击中的部位及破口尺寸大小,并用最大熵法拟合得到鱼雷击中部位和破口尺寸大小的概率密度函数;3.由船舶不沉性原理和倾覆准则,求得破损舰船在某一时间段内的不同破舱位置,不同破舱个数的倾覆概率;4.把舰船结构看作一个由舱段组成的系统结构。对于整个舰船结构体系来说,任意舱段的破坏都可能导致整个舰船倾覆,即舰船结构系统失效。由结构系统的主要失效模式,应用PNET法确定舰船结构体系的失效概率:5.根据上面的理论,编制了相应的FORTRAN程序,计算某船在常规武器打击下的舰船可靠性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题的背景
• 1.2 “二战”中航母整体破坏模式
• 1.3 船舶结构可靠性的发展
• 1.4 本文的主要工作
• 第2章 结构体系的可靠度
• 2.1 结构体系可靠度的基本概念
• 2.2 结构体系主要失效模式的识别
• 2.3 结构体系可靠度的计算
• 2.3.1 结构体系失效概率的表示方法
• 2.3.2 串联、并联体系的可靠度计算
• 2.3.3 结构体系可靠度的估算方法
• 2.4 本章小结
• 第3章 舰船结构的失效模式
• 3.1 结构体系的失效模式
• 3.2 结构体系失效模式的失效概率
• 3.3 本章小结
• 第4章 舰船受武器命中后的破口部位研究
• 4.1 概述
• 4.2 最大熵法的基本概念
• 4.2.1 信息和熵的概念
• 4.2.2 最大熵原理
• 4.2.3 最大熵概率密度函数
• 4.2.4 概率密度函数的拟合优度检验
• 4.3 受损部位统计及概率密度函数拟合
• 4.3.1 损伤部位
• 4.3.2 破口位置统计
• 4.3.3 鱼雷命中位置的概率密度函数的拟合
• 4.4 破口尺寸统计及概率密度拟合
• 4.4.1 破口尺寸
• 4.4.2 鱼雷命中位置的概率密度函数的拟合
• 4.5 概率密度函数的拟合优度检验
• 4.6 本章小结
• 第5章 破损舰船的倾覆概率分析
• 5.1 基本假设
• 5.2 船体破损后的基本方程和参数
• 5.2.1 破损船的不沉性平衡方程组
• 5.2.2 船体破损后各要素的具体计算
• 5.2.3 船体破损后稳心半径及高度
• 5.3 船体破损后的倾覆概率分析
• 5.3.1 解简化的横摇运动方程
• 5.3.2 横摇周期内的横摇概率密度函数
• 5.3.3 破损舰船的倾覆准则
• 5.3.4 破损舰船的倾覆概率
• 5.4 算例
• 5.4.1 一个舱段破损舰船的倾覆概率及分析
• 5.4.2 两个舱段破损舰船的倾覆概率及分析
• 5.5 本章小结
• 第6章 舰船结构体系的可靠性分析及算例
• 6.1 结构体系失效模式的失效概率
• 6.2 结构体系的失效概率的计算
• 6.3 算例及其分析
• 6.3.1 基本参数和基本假设
• 6.3.2 基本计算
• 6.4 本章小结
• 结论
• 一、本文结论
• 二、展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢