船體極限強度衰減與維修更新計算方法及程序開發(fā).pdf

1、船體結(jié)構(gòu)強度的準確評估一直是船舶與海洋結(jié)構(gòu)在設(shè)計、制造和使用過程中的一項關(guān)鍵技術(shù)。船體與海洋結(jié)構(gòu)抵抗破壞的最大能力一般用極限強度來衡量。在船舶的整個營運期內(nèi),若不考慮維修等因素,船體結(jié)構(gòu)的極限強度是逐漸衰減的。這主要是因為船體結(jié)構(gòu)受到腐蝕、疲勞和碰撞擱淺等破壞因素的影響。其中,腐蝕損傷和疲勞損傷都是隨時間變化的破壞因素。顯然,船體極限強度也是一個是隨時間變化的量,因此有必要研究帶損傷的船體結(jié)構(gòu)極限強度的計算問題。準確計算考慮時變效應的船

2、體極限強度對于船體結(jié)構(gòu)的檢測維修也有重要的意義。
　　本文首先研究并探討了材料非線性問題對船體梁極限強度計算結(jié)果的影響,并分別使用非線性有限元法和Smith方法計算了完整船體結(jié)構(gòu)的極限強度。結(jié)果表明,與有限元方法相比,Smith方法能很好的描述船體結(jié)構(gòu)的崩潰模式,準確快速地計算船體結(jié)構(gòu)極限強度。基于此,本文以Smith方法為基礎(chǔ)開發(fā)全壽命周期內(nèi)船體結(jié)構(gòu)極限強度隨時間變化的計算方法,對影響船體極限強度的時變因素如腐蝕損傷、疲勞裂紋損

3、傷等做了深入的討論分析。在本文建立的完整船體結(jié)構(gòu)極限強度計算方法的基礎(chǔ)上,通過添加腐蝕損傷計算模塊和疲勞損傷計算模塊得到評估帶損傷船體剩余極限強度的計算方法。最后,通過將腐蝕損傷和疲勞裂紋損傷等時變影響因素在Smith方法中量化計算,編制了可以計算全壽命周期內(nèi)含損傷船體剩余極限強度的軟件。
　　本文的研究工作表明:對于船體結(jié)構(gòu)極限強度的分析和計算,可以使用簡化的理想彈塑性曲線代替材料的試驗應力-應變關(guān)系曲線,以避免材料拉伸性能測試