船舶破损剩余强度研究及其影响参数与敏感度分析

论文摘要

我国作为一个濒海大国,海洋方向的安全历来都与国家的安全利益息息相关,而舰船在保护沿海安全中起着重要作用。随着科技的发展,现代舰船武器装备越来越精良,结构越来越复杂,造价也越来越高,这对舰船的生命力要求也就越来越苛刻。本文通过计算船体遭受武器攻击破损后的剩余强度,来对其在多种破损情况下的安全性进行评估,并研究剩余强度的影响参数和敏感度。本文主要内容如下:首先,通过现有武器命中舰体情况的资料统计分析,确定激光炸弹、反舰导弹和鱼雷命中舰体位置分布和破口大小。根据破口位置的不同,把其分为水面以上和水面以下两种情况进行计算。水面以上破损,只考虑破损处剖面模数的变化;水面以下破损,还要考虑舱室进水造成的浮力曲线、横倾角等的变化。然后,对破损船体进行载荷计算。其中考虑船船体结构水上和水下部分破损后的浮态和载荷曲线的不同,用符拉索夫法计算了对应于水线以下不同位置破口的载荷曲线。采用改进的薄壁梁理论,用迁移矩阵法计算不同武器命中,不同破口船体应力。最后,在对船体极限强度计算的基础上,对舰船在不同破损情况下的可靠性进行了评估,对破损船体剩余强度的主要影响参数和敏感度进行了分析计算。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 任务来源
• 1.2 发展现状
• 1.3 主要研究的内容和方法
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 主要研究方法
• 第2章 迁移矩阵法
• 2.1 用迁移矩阵法计算武器命中后舰船内力原理
• 2.2 状态向量及符号原则
• 2.3 跨间迁移矩阵
• 2.4 节点迁移矩阵
• 2.5 状态向量计算
• 2.6 正应力、剪应力计算
• 2.7 本章小结
• 第3章 剖面的弯扭特性参数计算
• 3.1 概述
• 3.2 剖面离散化处理
• 3.3 剖面弯曲特性参数计算
• 3.4 布雷特剪流及纯扭转常数计算
• 3.5 横向力作用下薄壁剖面内剪流分布及有效面积
• 3.6 扇性坐标，扇性惯性矩及剪切中心计算
• 3.7 二次剪流计算
• 3.8 本章小结
• 第4章 破损船体外载荷计算理论及剩余强度理论分析
• 4.1 引言
• 4.2 坐标系的选取及正负号的规定
• 4.2.1 坐标系的选取
• 4.2.2 正负号的规定
• 4.3 舰体横剖面内弯曲应力计算
• 4.4 破损船体非对称弯曲弹性分析
• 4.5 破损船体非对称弯曲塑性分析
• 4.6 破损船体非对称弯曲极限强度分析
• 4.7 舰体横剖面内弯曲剪应力计算
• 4.8 舰体外载荷计算理论
• 4.9 本章小结
• 第5章 破损船体水下要素及稳态计算
• 5.1 引言
• 5.2 舰体水下部分要素的计算
• 5.2.1 任意给定水线下的水下要素计算
• 5.2.2 浮态稳性计算方法
• 5.2.3 破舱进水情况
• 5.2.4 破舱进水后浮态计算
• 5.2.5 破损舱进水后船舶浮态和稳性的变化
• 5.2.6 舱组破损进水后船舶浮态和稳性的计算方法
• 5.3 舰体破损后的横倾及纵倾计算
• 5.4 本章小结
• 第6章 算例
• 6.1 舰体破口参数选取
• 6.2 水面以上破损后剩余强度计算
• 6.2.1 单发武器命中后剖面模数损失
• 6.2.2 单发武器命中后应力计算
• 6.2.3 多发激光炸弹命中后船体强度计算
• 6.2.4 多发反舰导弹命中后船体强度计算
• 6.3 水面以下破损后剩余强度计算
• 6.3.1 单发鱼雷命中后船体强度计算
• 6.4 本章小结
• 第7章 船体剩余强度的影响参数和敏感度分析
• 7.1 破损范围对船体剩余极限强度的影响
• 7.2 破损位置对船体剩余极限强度的影响
• 7.3 横倾角对船体剩余极限强度的影响
• 7.4 敏感度分析
• 7.5 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