复杂载荷作用下超大型浮体极限强度研究

发布时间：2021-11-18 13:24

　　超大型海上浮体尺度庞大、构型多样、结构复杂,在长期风浪流环境和风暴气象条件下可能产生的结构破坏模式众多,因此,超大型浮体结构安全性预报评估是其设计制造的关键技术之一。论文以科技部973项目为依托,以超大型浮体连接器基座周边结构及撑杆结构为主要研究对象,对复杂载荷作用下的结构极限强度理论计算方法、非线性有限元方法以及模型试验技术等进行了系统性的研究,主要研究内容包括:（1）针对多模块超大型浮体构型与结构特点,研究其在复杂海洋环境下的总体波浪载荷特性,确定连接器和撑杆结构的受载特征。（2）基于逐步破坏方法以及薄壁梁扭转理论,开展复杂载荷作用下海上大型浮体极限强度理论方法研究,提出压弯、压扭载荷作用下结构极限强度评估方法。（3）以简单箱型梁和撑杆结构为研究对象,开展复杂载荷作用下结构极限强度数值仿真方法研究,包括网格尺度、加载速率、材料模型、初始缺陷和加载次序等影响因素,建立了合理可行的复杂载荷作用下结构极限强度数值仿真方法。（4）基于混合缩尺比和失效模式相似条件,开展复杂载荷作用下结构极限强度模型设计技术研究。通过理论分析和数值仿真,提出复杂载荷作用下模型加载方式和控制过程,探索结构总体失... 

【文章来源】：中国舰船研究院北京市

【文章页数】：171 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

基本模块

中国舰船研究院博士学位论文第一章 绪论1.1 论文研究的目的和意义超大型海上浮式结构物的基本模块是长 150～300 米、宽 60～100 米、排水量 5～20万吨的多规格半潜式或驳船式浮体结构，如图 1.1 所示。一个基本模块系泊在岛、礁、滩边时，既可以是码头，又可具备传统或绿色发电、燃料与物资贮存、海水淡化、雨水收集、生活居住、旅游中转、海上牧场和后勤基地等功能，可支撑海洋开发、权益保护、生活与生产活动等。超大型海上浮式结构物往往由多个基本模块按功能需求拼装组成，具有可迁移、组装、重构及适应恶劣海洋环境的能力[1]。这类超大型海上浮式结构物总长 300 米至数千米，两、三个模块组合可用作为大型码头与浮式后勤基地；六至八个模块串联即可构成长 1800 至 2400 米长的浮式机场，如图 1.2 所示。

（d） ISUM 模型 （e） NLFEM 模型图 1.3 极限强度评估方法算法方法包括根据理论计算得到的结果回归和在一定假设条件下导公式方面，由 Paik 等[5]（1995）于 1995 年首先提出了较为精极限强度的简化解析公式。随后，大连理工大学的郭昌捷等[6]上对破损船舶极限强度的解析公式做了局部改进，修正了全船双层底和顶边水舱对船体极限强度的贡献，使其更适用于现代船破损后极限强度分析和预报，这也是迄今为止国内学者在利度方面最为深入的研究。[7]（1998）为发展船舶设计优化理论基础，在保证精度的基础上提弹塑性有限单元分析方法来评估船体横框架极限强度，该方法

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于显式算法的船体梁极限强度非线性有限元分析[J]. 李政杰,赵南,司海龙,虞昊.  舰船科学技术. 2015(10)
[2]三维水弹性软件并行化的初步实现[J]. 叶永林,田超,张彦斌.  船舶力学. 2015(Z1)
[3]舱段极限强度试验模型加载段及过渡段设计研究[J]. 郭玮,岳亚霖,韦朋余,曾庆波.  中国水运(下半月). 2013(03)
[4]内河船舶极限强度计算的逐步破坏法程序设计[J]. 骆文刚,杨平,崔虎威,白小溪.  中国舰船研究. 2013(02)
[5]纵向箱型梁舱段极限强度试验研究[J]. 王佳颖,张世联.  中国造船. 2011(02)
[6]结构极限强度分析的三种有限元解法研究[J]. 彭大炜,张世联.  中国海洋平台. 2010(02)
[7]液化天然气船船体极限强度分析[J]. 贺双元,吴卫国,甘进.  中国舰船研究. 2008(06)
[8]船体结构极限强度研究进展[J]. 谭开忍,李小平.  船舶. 2006(05)
[9]船舶结构极限强度分析的理想结构单元法[J]. 刘建华,王自力,张家新.  工程力学. 2005(02)
[10]散货船碰撞损伤后的剪切极限强度[J]. 胡勇,崔维成.  船舶力学. 2004(04)

博士论文
[1]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]超大型浮体波浪载荷特性研究[D]. 顾海英.江苏科技大学 2015
[2]舱段极限强度试验模型设计研究[D]. 谢仲安.上海交通大学 2010
[3]船体梁总纵极限强度分析[D]. 贺双元.武汉理工大学 2005



本文编号：3502978