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船体梁总纵极限强度的计算与参数分析

石城林

  船体梁总纵极限强度分析在船舶设计中是一个很重要的问题,它是探索导致船体截面单元破坏的那些载荷的大小及其组合。结构破坏几乎总是非线性的----几何非线性或者材料非线性,而且两种形式的非线性还可能同时发生。这就给船体极限承载能力的分析带来了困难。并且船体截面的组成单元(一般是加筋板单元)在达到材料屈服应力之前还可能发生多种形式的屈曲。因此要分析船体梁的总纵极限承载能力,首先要准确得到加筋板单元的平均应力-应变关系。受压加筋板单元的平均应力-应变关系一般又分成三个阶段:稳定阶段、非卸载阶段和卸载阶段。本文从理论入手,分析了加筋板单元中加强筋的侧倾屈曲,然后根据加筋板的三种破坏模式,得到单元的应力应变关系曲线,这是本文的重点与难点。逐次递增破坏分析法,又称Smith方法。该方法首先将船体截面离散成不同的加筋板单元,根据实际受力情况,将单元分成受拉区和受压区。受拉区单元由理想弹塑性理论得到其应力应变关系曲线;受压区单元又分成一般单元和硬角单元。当船体梁在中垂或中拱状态下时,假定一个初始曲率,根据各个单元对瞬时弹性中和轴弯矩的贡献,累加得到相对于这个曲率的总弯矩,然后判断弯矩是否达到极值,如未达到,则增加曲率,重复上述过程,直到弯矩为极值为止。为实现上述过程,作者采用FORTRAN90语言编写了相应的计算程序。作者的程序可解决如下问题:船体梁的极限承载能力以及加筋板单元的平均应力-应变关系曲线。在对模型和实船计算的基础上,对某些参数如焊接残余应力、初始变形等做了系统的分析,并且得到了它们的敏感度值。文章在对大量的计算数据和图形表格做分析的基础上,将计算结果与来自国际船舶及海洋大会(ISSC)的著名学者的计算结果进行了比较,结果是令人满意的。……   
[关键词]:船体梁;加筋板;极限强度;应力应变关系
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:武汉理工大学2003年
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