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基于强度稳定综合理论的船体结构极限强度研究

冯亮  
【摘要】:历史上结构的强度理论和稳定理论是彼此分割,毫无联系的。80年代初期罗培林提出的强度稳定综合理论(CTSS)将结构的强度理论和稳定理论有力的综合到一起,并且运用该理论解决了耐压球壳极限强度预测的世界著名难题。目前,该理论正在完善之中,且应用的领域仍局限在耐压球壳方面。有监于此,本文以CTSS为研究对象,主要完成以下几方面的工作内容: (1)通过钢材HT32和Q235的具体应用,说明采用PL模型描述材料的应力—应变关系、应力—切影应变关系和切线模量因子曲线的适用性,由PL模型导出的比例极限算式,可以快速准确的求出材料比例极限的数值,为材料比例极限的确定提供了有效方法。 (2)提出简易PL模型,并且推导出简易PL模型与Jobnson—Ostenfeld的塑性修正公式以及规范公式具有相同的数学表达形式。 (3)通过对梁柱复杂弯曲综合因子n的具体解算表明,综合因子n的取值可以将结构的强度破坏和稳定破坏有力的综合到一起,综合因子n的解析式不仅证明了罗培林提出的结构“强度稳定综合理论”的正确性,也为CTSS的可行性指明了道路。 (4)通过结构力学中辅助函数算法印证了结构“强度稳定综合理论”的正确性。 (5)通过对矩形板结构综合因子n解析式的类比分析,将CTSS拓展到船体结构极限强度计算上,并且与有限元法、经验公式和试验等方法作对比分析。 (6)改进了加筋板极限强度破坏模式的选取方法,探讨了该选取方法在板架结构极限强度计算领域应用的可行性。 (7)对弹性基础梁结构的综合因子N进行了修正解算,完善了CTSS在耐压壳结构极限强度计算中的理论公式,并且与试验结果作对比分析。 本文系统论述了CTSS的计算原理,弥补了CTSS在综合因子n解析式上的不足,并将其拓扩展到船体结构极限强度的计算上,为船体结构极限强度的预测提供了一种新的计算方法,该方法与有限元法、经验公式和试验等方法的比较结果表明,CTSS在船体结构极限强度计算上的推广是成功的。


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