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裂纹加筋板剩余极限强度研究

李金山  
【摘要】: 由于船舶结构在使用过程中可能遭遇到多种事故,对结构产生不利影响,结构的强度会降低,从而甚至导致结构破坏,造成很大的经济损失。所以,为了提高船舶结构的使用安全性和使用寿命,正确评估船舶结构受到损伤之后的剩余极限强度越来越受到各国船级社的关注。裂纹是大多数结构最为常见的一种缺陷,但由于含裂纹结构应力分布的复杂性以及剩余极限强度影响参数的多样性,其剩余极限强度的评估方法与完整结构极限强度的评估方法有所不同。 因此,本文的目的是综合分析当前含裂纹结构剩余极限强度研究的概况,对含裂纹船舶结构剩余极限强度的评估方法做一较为深入系统的研究,综合考察裂纹缺陷对典型船舶结构极限强度的影响,同时为船体结构的剩余极限强度评估提供基础。围绕这一目的,本文主要完成了以下几个方面的工作: (1)系统归纳和总结了含裂纹结构剩余极限强度的研究方法和研究进展;在吸收前人研究成果的基础上,找到合理地解决含裂纹船舶结构剩余极限强度问题的分析方法; (2)用数值计算的方法对含裂纹的板的剩余极限强度进行了无量纲参数化分析,考察了材料特性(包括屈强比、泊松比)、裂纹特征(包括长度、位置、与外应力方向的夹角)、结构几何尺寸(包括厚宽比、长宽比)以及加载形式(包括均匀应力和固定位移)对板的极限强度的影响 (3)对加筋板的极限强度进行了参数化分析和计算,考察了板的柔度、板架的柔度、加强筋的结构形式等因素对板架极限强度的影响。 (4)运用有限元程序ABAQUS,对大型集装箱船舱段进行计算,得出一些有益的结论。


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