循环载荷下含裂纹损伤船舶结构的承载力研究

发布时间：2021-05-23 23:34

　　船舶结构设计的目的是要保障船舶在使用周期内能够承受各种可能出现的载荷,结构强度设计是船体结构设计过程中的重要方面。传统的极限强度评估方法都是建立在一次性单调载荷下的极限强度基础上,即认为船体的总体破坏是船体危险断面所能承受的一次性最为不利载荷组合的结果。事实上,在交变极值载荷作用下,船体梁的极限承载能力会随循环次数的增加而不断降低,基于一次性单调载荷下的极限强度评估方法可能会导致偏于危险的结果。此外,在船舶服役的过程中,船舶结构不可避免地会遭受各种损伤与缺陷,裂纹作为一种常见的缺陷形式,往往会造成结构局部的应力集中,影响结构的崩溃行为,进而减小船舶结构的承载能力。因此,评估含裂纹损伤船舶结构在循环载荷下的承载能力,可以更为准确的来解释船体梁在极值海况下的整体破坏现象。船体板和加筋板作为船体结构的基本构件,研究含裂纹损伤船体板和加筋板在循环载荷下的承载性能,为进一步探讨含裂纹损伤船舶总体结构在循环载荷下的承载性能提供基础,主要的研究工作如下:（1）系统归纳了船舶结构极限强度的研究方法,综述了循环载荷下无裂纹损伤船舶结构承载力的研究进展,并阐明了开展循环载荷下含裂纹损伤船舶结构承载力研究的... 

【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第1章 绪论
    1.1 研究目的及意义
    1.2 船体极限强度的研究方法
    1.3 国内外研究现状分析
        1.3.1 循环载荷下船舶结构承载力的研究现状
        1.3.2 含裂纹损伤船舶结构剩余极限强度的研究现状
        1.3.3 现有研究的不足
    1.4 本文的研究内容
第2章 单轴压缩与拉伸载荷下含裂纹损伤船舶结构的极限强度
    2.1 概述
    2.2 船体板有限元分析模型
        2.2.1 几何特征与材料属性
        2.2.2 网格划分与边界条件
        2.2.3 初始缺陷
    2.3 加筋板有限元分析模型
        2.3.1 几何特征与材料属性
        2.3.2 网格划分与边界条件
        2.3.3 初始缺陷
    2.4 有限元方法的验证
        2.4.1 完整有限元模型
        2.4.2 含裂纹损伤有限元模型
    2.5 含裂纹损伤船体板的压缩与拉伸极限强度
        2.5.1 裂纹长度的影响
        2.5.2 裂纹分布的影响
        2.5.3 板厚的影响
    2.6 含裂纹损伤加筋板的压缩与拉伸极限强度
        2.6.1 裂纹长度的影响
        2.6.2 裂纹分布的影响
        2.6.3 板厚的影响
    2.7 本章小结
第3章 循环载荷下含裂纹损伤船体板和加筋板的实验研究
    3.1 概述
    3.2 实验方案设计
        3.2.1 模型的尺寸与材料参数
        3.2.2 模型的加载
        3.2.3 实验测量
    3.3板模型实验
        3.3.1 板模型实验结果
        3.3.2 板模型实验结果及有限元结果对比
    3.4加筋板模型实验
        3.4.1 加筋板模型实验结果
        3.4.2 加筋板模型实验结果及有限元结果对比
    3.5 本章小结
第4章 循环拉压载荷下含裂纹损伤船体板和加筋板的承载力研究
    4.1 概述
    4.2 裂纹扩展的模拟方法
    4.3 循环载荷下含裂纹损伤船体板的承载力
        4.3.1 船体板的有限元模型
        4.3.2 循环载荷下无裂纹板的承载力
        4.3.3 循环载荷下含裂纹板的承载力
        4.3.4 不同裂纹分布下的裂纹扩展
    4.4 循环载荷下含裂纹损伤加筋板的承载力
        4.4.1 加筋板的有限元模型
        4.4.2 循环载荷下无裂纹加筋板的承载力
        4.4.3 循环载荷下含裂纹加筋板的承载力
        4.4.4 不同裂纹分布下的裂纹扩展
    4.5 本章小结
第5章 循环压缩载荷下含裂纹损伤船体板和加筋板的承载力研究
    5.1 概述
    5.2 船体板有限元分析模型
    5.3 循环载荷下含裂纹板的非线性有限元计算
        5.3.1 有限元方法的验证
        5.3.2 裂纹长度对板承载性能的影响
        5.3.3 裂纹分布对板承载性能的影响
        5.3.4 板厚对板承载性能的影响
    5.4 加筋板有限元分析模型
    5.5 循环载荷下含裂纹加筋板的非线性有限元计算
        5.5.1 裂纹长度对加筋板承载性能的影响
        5.5.2 裂纹分布对加筋板承载性能的影响
        5.5.3 板厚对加筋板承载性能的影响
    5.6 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]面内循环压缩载荷下船体平板的剩余极限强度[J]. 崔虎威,杨平.  华中科技大学学报(自然科学版). 2015(04)
[2]轴向循环载荷下船体板极限强度研究[J]. 崔虎威,杨平,戴银泽,周亮.  武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2014(05)
[3]纵向循环载荷下船体板极限强度实验及其数值分析(英文)[J]. 杨平,崔虎威,戴银泽,周亮.  船舶力学. 2014(09)
[4]低周疲劳损伤对老化船舶结构剩余极限强度的影响[J]. 田雨,纪卓尚.  中国造船. 2010(01)
[5]具有裂纹缺陷的加筋板的剩余拉伸强度分析(英文)[J]. 王芳,韩芸,崔维成.  船舶力学. 2007(03)
[6]穿透裂纹薄板拉伸强度影响参数的有限元分析(英文)[J]. 王芳,崔维成.  船舶力学. 2006(06)
[7]具有中心穿透裂纹缺陷的矩形板极限拉伸强度分析[J]. 王芳,黄小平,崔维成.  中国造船. 2006(01)
[8]船舶强度研究中的几个问题[J]. 黄震球.  武汉造船. 1999(03)
[9]加筋板格的屈曲强度和极限强度分析(英)[J]. 崔维成.  船舶力学. 1998(03)
[10]循环弯曲载荷下船体梁的极限纵强度[J]. 黄震球,陈齐树,骆子夜.  中国造船. 1996(03)

博士论文
[1]具有裂纹损伤的船舶结构剩余极限强度分析[D]. 王芳.上海交通大学 2007
[2]船体结构极限强度及破损剩余强度的研究[D]. 杨平.武汉理工大学 2005

硕士论文
[1]基于递增塑性法的船体极限强度研究[D]. 李辉程.哈尔滨工程大学 2009



本文编号：3203165