船體極限強(qiáng)度試驗(yàn)相似模型設(shè)計(jì)研究.pdf

1、船體極限強(qiáng)度試驗(yàn)是在計(jì)算方法不成熟的背景下預(yù)報(bào)船體極限承載能力的一種有效方法，同時(shí)也可以作為一種驗(yàn)證計(jì)算方法精確性的手段。從極限強(qiáng)度概念的提出開(kāi)始，極限強(qiáng)度試驗(yàn)方法就在這個(gè)領(lǐng)域扮演著至關(guān)重要的角色。對(duì)極限強(qiáng)度試驗(yàn)而言，設(shè)計(jì)出與原型現(xiàn)象相似的模型是試驗(yàn)成功與否的關(guān)鍵。但就極限強(qiáng)度本身，其幾何非線性，材料非線性等因素耦合的強(qiáng)非線性不僅是計(jì)算方法的困難所在，也是試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖嗨茰?zhǔn)則導(dǎo)出的困難所在。傳統(tǒng)的量綱分析方法運(yùn)用到極限強(qiáng)度領(lǐng)域，因其非線性因

2、素的干擾而產(chǎn)生相似程度的降低，所以為了彌補(bǔ)這一缺陷，本文提出了基于穩(wěn)定性破壞起始量和終止量的穩(wěn)定性相似模型補(bǔ)償，并運(yùn)用不同縮尺比模型的設(shè)計(jì)和計(jì)算驗(yàn)證了這一方法的可行性，并對(duì)該方法需要完善的不足之處提出了展望。本文具體工作如下：
　?。?）運(yùn)用方向性量綱矩陣推導(dǎo)了船舶極限強(qiáng)度的相似準(zhǔn)則，以該準(zhǔn)則為條件設(shè)計(jì)了多個(gè)縮尺比模型，對(duì)縮尺比模型的計(jì)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)歸納，查找規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了極限強(qiáng)度內(nèi)在破壞機(jī)理在數(shù)據(jù)上的體現(xiàn)，確定了穩(wěn)定性關(guān)鍵物理量是導(dǎo)致

3、量綱分析法設(shè)計(jì)的模型產(chǎn)生相似程度差異的主要原因。
　?。?）以結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度破壞的原因?yàn)槔碚撘罁?jù)，在量綱分析法導(dǎo)出的相似準(zhǔn)則為前提的基礎(chǔ)上，確定了穩(wěn)定性關(guān)鍵點(diǎn)（起始量和終止量）在相似關(guān)系中起到的重要作用。推導(dǎo)出模型非線性起始量為板格的臨界應(yīng)力，終止量為加筋板極限應(yīng)力，在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用方程分析法導(dǎo)出了模型穩(wěn)定性相似準(zhǔn)則，并運(yùn)用縮尺比模型的數(shù)據(jù)說(shuō)明了這一準(zhǔn)則的適用性和正確性。同時(shí)，根據(jù)該準(zhǔn)則對(duì)強(qiáng)度相似準(zhǔn)則的補(bǔ)償，設(shè)計(jì)了新縮尺比模型的結(jié)構(gòu)