加筋板极限强度计算与分析

发布时间：2017-04-24 04:03

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【摘要】：加筋板是船舶和海洋结构物中的基本结构构件。由于制作简单且有良好的强度重量比,加筋板也广泛应用于制造陆基结构物如箱梁和板梁桥等。由于船体梁的总体破坏通常由甲板、底板或者舷侧加筋板的屈曲或塑性破坏控制,因此在船舶结构设计中准确地计算甲板、底板或舷侧加筋板的极限强度就显得尤为重要。 本文沿用了Paik等人计算加筋板极限强度的思想,研究了在面内组合载荷,面内弯矩和侧向压载作用下,加筋板极限强度计算表达式。加筋板的破坏模式分为六种(包括板架整体屈曲破坏模式,板筋交界处屈服破坏,梁柱屈曲破坏模式,腹板的屈曲,加强筋的侧倾以及加筋板的完全屈服),计算每种破坏模式在不同载荷工况作用下的极限载荷值,取其中最小值,即为加筋板最终的破坏模式。 对于加筋板整体屈曲和板筋交界处的屈服两种破坏模式,根据大变形理论和非线性控制微分方程以及相应的基本假定推导出的正交异性板极限强度计算公式和板格的极限强度公式;对于梁柱屈曲,则采用经典欧拉应力公式和Hughes公式计算出加筋板的极限强度值;对于加筋板中加强筋腹板的局部屈曲,采用解析法推导出的公式和Paik通过试验推出的近似计算公式;对于加筋板中加强筋侧倾失稳,则用M.Ma公式求出此失稳模式下的临界应力值。对于初始缺陷(包括初始变形和焊接残余应力)的影响作为参数考虑在其中,使其更精确地计算出加筋板的极限强度值。 最后,在总结上述研究内容的基础上,对加筋板的各种失效模式进行了综合分析,找出各种失效模式下相应的适合工程计算和程序化的求解极限强度的简化公式。本文编制开发了一套具有工程实用价值的加筋板极限强度分析的计算程序,经计算及与ISSC2000会议上著名学者的计算结果进行比较,说明该程序简便、可靠,可方便地应用于加筋板设计和强度校核。
【关键词】：加筋板 极限强度 整体屈曲 加强筋腹板局部屈曲 侧倾
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：U661.4
【目录】：

• 第1章 绪论8-15
• 1．1 选题的背景、内容和意义8-9
• 1．2 加筋板格的屈曲强度及极限强度分析研究综述9-13
• 1．2．1 理论解析法或半解析法研究综述9-10
• 1．2．2 有限元法研究综述10-11
• 1．2．3 实验法研究综述11-12
• 1．2．4 基于实验或数值计算结果基础上的经验公式研究综述12-13
• 1．3 加筋板架的弹塑性稳定性13-14
• 1．4 本文的主要内容14-15
• 第2章 加筋板整体屈曲模式15-23
• 2．1 纵向面内载荷和侧向压载15-16
• 2．2 横向面内载荷和侧向压载16-17
• 2．3 侧向压载17
• 2．4 剪应力17-18
• 2．5 剪应力和侧向压载18-19
• 2．6 面内载荷、剪应力和侧向压载的组合载荷19
• 2．7 算例和分析19-23
• 第3章 加强筋间板的局部屈曲23-30
• 3．1 纵向面内载荷和侧向压载组合23-24
• 3．2 横向面内载荷和侧向压载组合24
• 3．3 剪应力和侧向压载组合24
• 3．4 面内载荷、剪应力和侧向压载组合24-25
• 3．5 算例与分析25-30
• 第4章 加筋板的梁柱屈曲30-43
• 4．1 纵向面内载荷和侧向压载组合30-37
• 4．1．1 有效带板宽度的计算方法31-34
• 4．1．2 柱型失效模式极限强度计算34
• 4．1．3 梁柱屈曲34-36
• 4．1．4 加筋板的极限强度36-37
• 4．2 横向面内载荷和侧向压载的组合37-39
• 4．2．1 有效带板宽的计算37-38
• 4．2．2 柱型失效模式极限强度值计算38
• 4．2．3 梁柱屈曲38-39
• 4．2．4 加筋板板的极限强度39
• 4．3 面内载荷、剪应力和侧向压载的组合39-40
• 4．4 算例与分析40-43
• 第5章 加筋板腹板的局部屈曲43-57
• 5．1 纵向面内载荷和侧向压载的组合43-44
• 5．1．1 x方向加强筋腹板的局部屈曲44
• 5．1．2 加筋板的极限强度值44
• 5．2 横向面内载荷和侧向压载的组合44-45
• 5．3 剪应力和侧向压载组合45
• 5．4 面内载荷、剪应力和侧向压载的组合45
• 5．5 腹板局部屈曲解析法45-50
• 5．5．1 临界屈曲应力计算公式的推导46-50
• 5．6 非弹性修正公式50-53
• 5．7 算例与分析53-57
• 第6章 加筋板中加强筋的侧倾屈曲57-62
• 6．1 纵向面内载荷和侧向压载的组合57-58
• 6．2 横向面内载荷和侧向压载的组合58
• 6．3 剪应力和侧向压载58-59
• 6．4 面内载荷、剪应力和侧向压载的组合59
• 6．5 算例与分析59-62
• 第7章 加筋板极限强度62-82
• 7．1 加筋板定义62-66
• 7．2 基本理论部分66-73
• 7．2．1 板的几何特性66-67
• 7．2．2 板的材料特性67-68
• 7．2．3 板的边界条件68-69
• 7．2．4 板所受载荷69
• 7．2．5 结构的初始缺陷69-73
• 7．3 程序开发73
• 7．4 算例与分析73-81
• 7．5 总结81-82
• 参考文献82-85
• 致谢85-86
• 攻读硕士期间所发表的论文及科研项目86-87
• 附录87-99

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 江玮;郁鼎文;冯平法;;加筋板结构静态性能分析及优化设计[J];机械设计与制造;2008年02期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 马春燕;水面舰艇新型抗损结构设计与剩余强度研究[D];哈尔滨工程大学;2006年

2 冯亮;基于强度稳定综合理论的船体结构极限强度研究[D];哈尔滨工程大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 刘祺;基于油船共同结构规范的屈曲和疲劳强度研究[D];武汉理工大学;2010年

2 邱继栋;双向正交密加筋板的极限强度研究[D];武汉理工大学;2011年

3 罗刚;船体加筋板结构高级屈曲的算法研究及其计算评估系统的开发[D];武汉理工大学;2011年

4 夏翔;复合材料整体加筋板结构细节的失效表征[D];南京航空航天大学;2010年

5 刘彦峰;密加筋板结构强度和稳定性的力学性能分析与结构设计[D];武汉理工大学;2006年

6 宋书博;抗损结构中构件扭转稳定性（构件屈曲强度）分析[D];哈尔滨工程大学;2006年

7 江亦海;深水浮式平台局部承载能力及可靠度研究[D];浙江大学;2008年

8 陈兴华;轴压圆柱壳结构稳定性数值分析与优化[D];北京工业大学;2009年

9 邹平;加筋板拓扑结构与声辐射特性研究[D];湖南大学;2009年

10 冯亮;强度稳定综合理论在加筋板结构承载能力中的应用[D];哈尔滨工程大学;2009年

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本文编号：323526