船體梁總縱極限強(qiáng)度的計(jì)算與參數(shù)分析

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1、武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文船體梁總縱極限強(qiáng)度的計(jì)算與參數(shù)分析姓名：石城林申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程指導(dǎo)教師：阮先政;楊平2003.5.1亟婆里三盔蘭堡主蘭焦絲莖一——摘要船體梁總縱極限強(qiáng)度分析在船舶設(shè)計(jì)中是一個(gè)很重要的問(wèn)題，它是探索導(dǎo)致船體截面單元破壞的那些載荷的大小及其組合。結(jié)構(gòu)破壞幾乎總是非線性的一．幾何非線性或者材料非線性，而且兩種形式的非線性還可能同時(shí)發(fā)生。這就給船體極限承載能力的分析帶來(lái)了困難。并且船體截面的組成單元(一般是加筋板單元)在達(dá)到材料屈服應(yīng)力之前還可能發(fā)生多種形式的屈曲。因此要分析船體梁的總縱極限承載能力，首先要準(zhǔn)確得到加筋板單元的

2、平均應(yīng)力．應(yīng)變關(guān)系。受壓加筋板單元的平均應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系一般又分成三個(gè)階段：穩(wěn)定階段、非卸載階段和卸載階段。本文從理論入手，分析了加筋板單元中加強(qiáng)筋的側(cè)傾屈曲，然后根據(jù)加筋板的三種破壞模式，得到單元的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線，這是本文的重點(diǎn)與難點(diǎn)。逐次遞增破壞分析法，又稱Smith方法。該方法首先將船體截面離散成不同的加筋板單元，根據(jù)實(shí)際受力情況，將單元分成受拉區(qū)和受壓區(qū)。受拉區(qū)單元由理想彈塑性理論得到其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線；受壓區(qū)單元又分成一般單元和硬角單元。當(dāng)船體梁在中垂或中拱狀態(tài)下時(shí)，假定一個(gè)初始曲率，根據(jù)各個(gè)單元對(duì)瞬時(shí)彈性中和軸彎矩的貢獻(xiàn)，累加得到相對(duì)于這個(gè)曲率的

3、總彎矩，然后判斷彎矩是否達(dá)到極值，如未達(dá)到，則增加曲率，重復(fù)上述過(guò)程，直到彎矩為極值為止。為實(shí)現(xiàn)上述過(guò)程，作者采用FORTRAN90語(yǔ)言編寫(xiě)了相應(yīng)的計(jì)算程序。作者的程序可解決如下問(wèn)題：船體梁的極限承載能力以及加筋板單元的平均應(yīng)力·龐變關(guān)系曲線。在對(duì)模型和實(shí)船計(jì)算的基礎(chǔ)上，對(duì)某些參數(shù)如焊接殘余應(yīng)力、初始變形等做了系統(tǒng)的分析，并且得到了它們的敏感度值。文章在對(duì)大量的計(jì)算數(shù)據(jù)和圖形表格做分析的基礎(chǔ)上，將計(jì)算結(jié)果與來(lái)自國(guó)際船舶及海洋大會(huì)(ISSC)的著名學(xué)者的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較，結(jié)果是令人滿意的。關(guān)鍵詞：船體梁，加筋板，極限強(qiáng)度，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系亟婆墨三查堂堡主堂堡笙壅

4、一——AbstractIt’Sveryimportanttoanalysetheultimatestrengthofhullgirderinshipdesign．Andtheaimoftheanalysisistogetthenumericalvalueoftheloadsorassembledloadswhichconducestructureinvalidation．Structureinvalidationisalmostnon-linear--geometrynon-linearandmaterialnon-linearwhichbringsthed

5、ifficultytotheproblem．Thepanelsofhullgirdermaycollapseorbucklebeforeitreachestheyieldstress．Thecurveofthestress-strainisusuallyconstitutedbystablezone、nonload．sheddingzoneandload-sheddingzone．Theauthoranalysesthetrippingofstiffenerandthreepaaernsofpanel’Sinvalidation，SOtogetthecurv

6、eofstress-strainofpanel．Thisstepisthecoreofthethesis．ProgressiveeallopseanalysismethodisalsonamedSmithmethod．Firstly,itneedstoseparatethegirderhullintomanyelements—pulledoneandpushedone．Secondly，whentheshipisinhoggingorsagging，youshouldassumeonecurvaturevalueSOyoucarlgetthemomentva

7、lueofeveryelementatthiscurvature．Andthenyoumayaddupallthemomentofeveryelement．Thirdly,youmustjudgewhetherthemomentistheultimatemoment．Ifnot，increasethecurvature，andredotheabovestepsuntilgettheultimatestreflgth．Theseprocedurescanberealizedbyonecirculation．Ineverystep，thecurveofstres

8、s--strainismodified，SOther