玻璃钢游艇总纵弯曲下的结构可靠度计算

发布时间：2017-05-15 13:02

  本文关键词：玻璃钢游艇总纵弯曲下的结构可靠度计算，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着我国游艇设计与建造业的兴起,如何在一定概率下保证游艇结构的安全成为设计者必须考虑的问题,传统游艇艇体强度校核采用确定性方法,这种采用安全余量的方法不能保证结构每个位置在一定概率下是安全的,因此寻求一种既能保证艇体结构强度又能使结构安全分布合理的计算方法,是游艇设计的未来发展方向之一。上世纪60年代在船舶领域逐步发展起来的可靠性理论,将概率统计理论与结构力学理论相结合,以可靠性指标和失效概率表示结构的安全性,能够解决上述问题,在钢制船舶领域得到了广泛应用,但在复合材料游艇领域可靠性方面的研究较少。本论文基于船舶领域可靠性理论,引入游艇结构可靠度研究。通过游艇总纵弯曲下的载荷分布规律、非线性有限元法计算结构极限强度的理论基础以及结构可靠度的常用计算方法,引入对某实际游艇的可靠度计算。以Maxsurf软件模拟该艇总纵极限工况下的波浪与载况,得出不同工况下艇体所受重力与浮力的分布,结合游艇规范对游艇有限元直接计算的建议,建立游艇仿真计算模型,得到总纵弯曲极限工况下全艇应力的分布,再根据复合材料失效准则建立艇体板材的极限方程,应用响应面法计算艇体各危险截面中结构交接处的可靠度。研究中应用准静态分析法模拟游艇在中拱和中垂状态下逐步弯曲至发生破坏的过程,得到艇中分段的极限承载能力;根据游艇在极限工况下的受力平衡条件,建立艇体结构极限状态方程,采用JC法计算艇体结构在各极限工况下的可靠度。最后,论文对以两种方法得到的游艇可靠度结果进行分析。论文以Maxsurf软件模拟波面,得到游艇的重力和浮力分布,克服了ABAQUS模拟波浪载荷不灵活的问题;以受力平衡条件和材料失效准则两个方面计算玻璃钢游艇的可靠度,后者结合有限元受力分析结果与复合材料层合板可靠度计算方法求解全艇各位置的可靠度,为可靠性理论在游艇结构校核方面的应用提供借鉴。
【关键词】：玻璃钢游艇 总纵弯曲 可靠度 非线性有限元
【学位授予单位】：集美大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U661.4;U674.91
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 引言9-14
• 1.1 研究目的及意义9
• 1.2 游艇结构可靠性国内外研究现状9-12
• 1.3 研究主要内容及章节分布12-14
• 第2章 非线性有限元分析与可靠性理论基础14-27
• 2.1 游艇总纵弯曲下的载荷分析14-20
• 2.1.1 静水载荷分析14-17
• 2.1.2 波浪载荷分析17-20
• 2.2 非线性有限元法计算极限强度理论基础20-23
• 2.2.1 非线性有限元法的基本原理20-21
• 2.2.2 非线性有限元法分析中的相关因素21-23
• 2.3 游艇结构可靠度计算方法23-26
• 2.3.1 结构可靠度原理23-24
• 2.3.2 JC法计算原理24-25
• 2.3.3 响应面法计算原理25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第3章 总纵弯曲下游艇的结构极限强度计算27-53
• 3.1 游艇有限元分析计算流程27
• 3.2 直接计算法分析游艇总纵弯曲下受力情况27-40
• 3.2.1 艇体几何模型建立27-29
• 3.2.2 材料参数定义29-31
• 3.2.3 全艇网格划分31-32
• 3.2.4 艇体载荷施加32-37
• 3.2.5 艇体结构边界条件37
• 3.2.6 艇体总纵弯曲受力分析结果37-40
• 3.3 非线性有限元法计算艇体结构极限强度40-52
• 3.3.1 准静态分析主要参数40-42
• 3.3.2 分段有限元模型42-44
• 3.3.3 艇体分段极限强度计算44-52
• 3.4 本章小结52-53
• 第4章 游艇结构可靠度计算与分析53-63
• 4.1 JC法计算艇体可靠度53-55
• 4.1.1 JC法计算过程53
• 4.1.2 JC法计算模型及参数确定53-54
• 4.1.3 实例分析54-55
• 4.2 响应面法计算艇体可靠度55-59
• 4.2.1 响应面法计算流程55
• 4.2.2 响应面法计算模型55-56
• 4.2.3 实艇计算56-59
• 4.3 计算结果分析59-62
• 4.4 本章小结62-63
• 第5章 总结与展望63-65
• 5.1 研究总结63
• 5.2 研究展望63-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-68
• 在学期间发表的学术论文68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

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2 张阿漫;姚熊亮;侯明亮;刘文贺;;舰船在波浪载荷作用下的加载方式研究[J];中国舰船研究;2006年Z1期

3 彭大炜;张世联;;结构极限强度分析的三种有限元解法研究[J];中国海洋平台;2010年02期

4 朱静,郭军,陆鑫森,曹明法;复合材料船体结构可靠性分析[J];中国造船;1996年04期

5 朱珉虎;;游艇发展简史(二)[J];中外船舶科技;2010年02期

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1 周海仲;船体结构极限强度的非线性有限元分析[D];哈尔滨工程大学;2010年

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本文编号：367819