基于“第一原理”的船體結構強度評估系統(tǒng).pdf

1、上海交通大學博士學位論文基于“第一原理”的船體結構強度評估系統(tǒng)姓名：胡勇申請學位級別：博士專業(yè)：船舶與海洋結構物設計制造指導教師：崔維成20040201摘要 II橫向壓縮等 6 種組合受載情況下的剩余極限強度的計算方法3 將彈性大繞度理論同剛塑性理論相結合 發(fā)展了一種簡化的解析計算方法計算具有初始變形和焊接殘余應力的平板結構在受到面內(nèi)剪切 拉壓和橫向荷載聯(lián)合作用下極限強度4 分析船舶( 尤其是船側) 在受到碰撞損傷后 船體剩余剪切極限強

2、度的計算方法及其變化特征 創(chuàng)傷面幾何形狀對剪切極限強度的影響 以單船側的散貨船為例 分析其碰撞后的力學特性5 以油船船型為例 分析了其構件在不同部位腐蝕的基本規(guī)律和特征 以一個四參數(shù)的 W e i b u l l函數(shù)為擬合函數(shù) 利用可靠性分析手段分析了船體的各個部位在不同的使用年限內(nèi)的腐蝕厚度概率及其方差 分析了疲勞裂紋 腐蝕船舶維修對船體剩余極限強度的影響 提出一種最小凈厚度準則確定船體構件在不同部位的最大許用損傷 從而獲得恰當?shù)拇?/p>

3、檢測 維修策略6 有機組合已取得的疲勞 腐蝕 碰撞等損傷作用下船體極限計算方法形成一套完整的船體強度評估體系 該體系中包括對船體損傷的計算以及對船體受損后剩余極限強度的評估 同時還根據(jù)船體剩余極限強度的評估結果得到合理的決策 建議通過上述研究本文得到了如下的一些主要結論1 隨著垂向壓力的增加 板的縱向壓縮極限強度的減弱呈近似線性變化在同一邊界剪力條件下 橫向壓力對縱向壓縮極限強度的影響呈線性變化 當板的長寬比小于 1 時 長寬比對板的極

4、限強度有非常明顯的影響 而邊界剪力的影響作用不太明顯 當長寬比大于 3 時 長寬比對極限強度的影響不太明顯 當長寬比在 1 到 3 之間時 邊界剪力和長寬比對板的極限強度都有明顯影響2 對腐蝕損傷的計算 本文采用一個四參數(shù)的 Weibull 模型 該模型的最大特點就是具有良好的適應性 Paik 模型 Melchers 模型 Guedes Soares 模型等都可以通過該模型退化而得 而對于疲勞損傷的計算 本文介紹了一種九參數(shù)的疲勞壽命統(tǒng)

5、一預報方法 該方法將疲勞裂紋的彈塑性特性 環(huán)境參數(shù) 幾何參數(shù) 裂紋的微觀和宏觀擴展都統(tǒng)一于同一表達式中 可以較好地解釋裂紋擴展的各種物理現(xiàn)象3 對具有裂紋缺陷的板和加筋板格的極限強度 本文在裂紋附近采用細化的彈塑性四邊形單元 并以材料的斷裂韌性作為裂紋擴展的準則 與試驗結果的誤差比較最大為 3 左右 板厚對具有中心裂紋和邊緣裂紋的板的極限拉伸強度影響不大 相差不到 2 板厚對極限拉伸強度的影響可以不考慮 橫向壓力對縱向拉伸極限強度的影響