加筋板格高级屈曲分析方法研究

发布时间：2017-10-19 12:03

  本文关键词：加筋板格高级屈曲分析方法研究

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【摘要】：加筋板格是船舶和海洋工程结构的基本强度构件,精确计算加筋板格屈曲和极限强度是评估船舶和海洋工程结构安全性的基础。随着船舶和海洋工程结构的大型化,一方面加筋板格可能承受复杂、极端的载荷,另一方面需要校核的加筋板格数量巨大。国际船级社协会(IACS)在双壳油船共同结构规范(CSR-OT 2006)中要求采用高级屈曲分析方法对船体板格进行校核。本文以中国船级社(CCS)科研项目为背景,开展加筋板格高级屈曲分析方法研究,并开发具有自主知识产权的计算软件,对船舶和海洋工程结构安全性评估具有重要的理论意义和工程应用价值。本文首先阐述了加筋板格屈曲和极限强度分析方法的研究现状,介绍了目前主要的高级屈曲分析软件,开展了矩形板格极限强度研究、加筋板格极限强度研究、模型试验比较验证和软件系统测试,主要研究工作如下:(1)基于板的弹性大挠度理论和刚塑性分析方法(EPM),给出了有初始缺陷的矩形板格在双向轴压和侧向压力联合作用下极限强度的计算方法;以板格模型试验的20块矩形板格为例进行极限强度分析,验证了矩形板格EPM方法的合理性和计算精度;讨论了初始缺陷、横向应力和侧向压力对矩形板格在主要承受纵向压缩作用下的极限强度的影响。(2)将加筋板格的破坏模式分为五类,即加筋板格整体失效、纵向加筋子板格整体失效、纵向加强筋梁柱型失效、纵向加强筋扭曲失效以及加筋板格全部屈服;基于正交异性板和梁的弹性大挠度理论和刚塑性分析方法,给出了加筋板格极限强度的计算方法;以纵向和正交加筋板格模型试验的21只加筋板格为例进行极限强度分析,验证了加筋板格EPM方法的合理性和计算精度。(3)阐述了非线性有限元方法(FEM)的建模要求和计算步骤;简绍了德国船级社(GL)开展的模型试验的加筋板格、加载装置和试验结果;以GL模型试验的4只加筋板格为对象,采用FEM和EPM方法进行了加筋板格极限强度比较研究。(4)介绍了EPM软件系统功能模块和计算流程;选择CSR-OT背景文件中的系列标准考题,采用EPM软件和挪威船级社(DNV)软件(PULS)进行了比较计算;选择四种典型加筋板格,采用EPM软件、PULS和协调共同规范(HCSR)方法进行了双向应力能力曲线比较计算;测试了EPM软件的可靠性和计算能力。
【关键词】：加筋板格 高级屈曲分析 EPM软件 比较研究 双向应力能力
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U661.4
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-13
• 第1章 绪论13-21
• 1.1 研究背景及意义13-14
• 1.2 国内外研究综述14-20
• 1.2.1 矩形板格极限强度研究现状14-16
• 1.2.2 加筋板格极限强度研究现状16-18
• 1.2.3 高级屈曲软件研究现状18-20
• 1.3 本文研究内容20-21
• 第2章 矩形板格EPM方法研究21-35
• 2.1 基本假设21-24
• 2.2 弹性大挠度理论24-25
• 2.3 刚塑性分析25-27
• 2.4 算例分析27-30
• 2.5 初始缺陷和联合载荷影响30-33
• 2.6 小结33-35
• 第3章 加筋板格EPM方法研究35-47
• 3.1 失效模式分析35
• 3.2 模式A35-38
• 3.3 模式B38-39
• 3.4 模式C39-40
• 3.5 模式D40-41
• 3.6 模式E41
• 3.7 算例分析41-46
• 3.8 小结46-47
• 第4章 加筋板格极限强度比较研究47-61
• 4.1 非线性有限元方法47-51
• 4.2 GL模型试验51-55
• 4.3 比较研究55-60
• 4.4 小结60-61
• 第5章 高级屈曲软件系统及测试61-75
• 5.1 软件系统61-63
• 5.2 系列标准考题测试63-71
• 5.2.1 T型钢加筋板格63-65
• 5.2.2 角型钢加筋板格65-67
• 5.2.3 球扁钢加筋板格67-69
• 5.2.4 扁钢加筋板格69-71
• 5.3 双向屈曲能力比较计算71-73
• 5.4 小结73-75
• 总结与展望75-77
• 参考文献77-81
• 攻读硕士学位期间发表的论文81-82
• 致谢82

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本文编号：1060980