基于递增塑性法的船体极限强度研究

论文摘要

极限弯矩的计算是船体梁极限强度评估的一个重要方面。目前极限弯矩的计算方法都是建立在静力极限强度概念的基础上,即认为船体梁的总体破坏是一次性极值外弯矩作用的结果。事实上,船体结构的总体折断破坏更为普遍的情况是多次极值外载作用下的递增塑性破坏。因此,基于递增塑性法计算船体极限强度能够更为准确地预报船体结构的承载能力。但是目前多次极值载荷作用下的船体梁递增塑性破坏未引起学术界和工程界的广泛重视,基于递增塑性法的船体梁极限强度计算方法的研究还刚起步。本文基于递增塑性破坏准则,研究了一种循环载荷下计算船体极限强度的方法,主要工作内容如下：1)在对轴向载荷下的矩形板进行弹性大变形分析和塑性分析的基础上建立了循环载荷下的板单元的应力—应变关系；2)在对具有初始挠度的加筋板进行屈曲和后屈曲分析、极限强度和塑性分析的基础上建立了加筋板单元的应力—应变关系；3)将循环弯曲载荷下船体梁的弹塑性变形性能的研究,归结为不同初始曲率下受单调弯曲载荷作用的船体梁的弹塑性变形性能的研究,建立了一种循环载荷下计算船体极限强度的简化方法；4)通过实船计算分析了循环载荷下船体极限强度的特点,并与逐步破坏法和低周疲劳进行了比较。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 论文的背景和意义
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 极限强度研究现状综述
• 1.2.2 递增塑性破坏法研究现状综述
• 1.3 论文的主要工作
• 第2章 循环载荷下矩形板的极限强度
• 2.1 轴向载荷下的矩形板的弹性大变形分析
• 2.1.1 迦辽金法
• 2.1.2 摄动迦辽金法
• 2.1.3 两种方法的比较
• 2.2 轴向压缩载荷下的矩形板的塑性分析
• 2.3 循环拉压载荷下的矩形板的极限强度
• 2.4 本章小结
• 第3章 循环载荷下加筋板的极限强度
• 3.1 具有初始挠度的加筋板的屈曲和后屈曲分析
• 3.1.1 加筋板的控制方程
• 3.1.2 边界条件和应力函数
• 3.1.3 加筋板的临界屈曲和后屈曲
• 3.1.4 算例分析
• 3.2 具有初始挠度的加筋板的极限强度
• 3.2.1 加筋板极限强度研究现状
• 3.2.2 具有初始挠度的加筋板的极限强度分析
• 3.3 轴向压缩载荷下加筋板的塑性分析
• 3.3.1 剖面塑性弯矩的计算
• 3.3.2 加筋板卸载区的载荷-变形关系
• 3.4 循环拉伸-压缩载荷下加筋板的极限强度
• 3.5 本章小结
• 第4章 基于递增塑性法的船体极限强度
• 4.1 递增塑性破坏准则
• 4.2 递增塑性法的船体极限强度分析方法
• 4.2.1 基本假设
• 4.2.2 基本计算方法
• 4.2.3 判定准则
• 4.2.4 算例
• 4.3 递增塑性法与逐步破坏法的比较
• 4.4 递增塑性法与低周疲劳的差异
• 4.5 本章小结
• 第5章 基于递增塑性法的某型船算例分析
• 5.1 主要尺寸参数
• 5.2 局部强度分析
• 5.3 总纵极限强度分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 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