基于能量原理的極限強(qiáng)度相似預(yù)報.pdf

1、極限強(qiáng)度的實驗研究方法作為一種有效的研究途徑在我們研究船體結(jié)構(gòu)的極限承載能力時起著至關(guān)重要的作用。如何能夠更好地實現(xiàn)模型實驗結(jié)果與實型之間的相似換算是關(guān)系到實驗成功與否的重要環(huán)節(jié)。強(qiáng)非線性因素是我們實現(xiàn)極限強(qiáng)度相似預(yù)報的最主要的困難所在，但是從放之自然界皆準(zhǔn)的能量原理出發(fā)，能夠巧妙地避開強(qiáng)非線性領(lǐng)域中的重重困難和障礙，基于此本文從能量原理的角度探討了不同縮尺比的模型之間的極限承載能力的能量相似預(yù)報方法，并從多個角度驗證了能量相似方法預(yù)報

2、極限強(qiáng)度的可行性和準(zhǔn)確性，并探討和挖掘了運用能量方法預(yù)報極限強(qiáng)度問題的優(yōu)勢及其先進(jìn)性。本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　 (1)在了解極限強(qiáng)度相似預(yù)報問題困難的核心因素之后，在前人工作的基礎(chǔ)之上針對擺在我們面前的這些困難獨辟蹊徑地提出了運用能量原理來進(jìn)行相似預(yù)報的方法，并對該方法的可行性和應(yīng)用性進(jìn)行了論證，結(jié)果證明了這一以在自然界中普遍成立的能量守恒定律為理論基礎(chǔ)的能量方法在極限強(qiáng)度的相似預(yù)報問題中能夠巧妙地避重就輕、化繁為簡，從問

3、題的本質(zhì)出發(fā)，繞過強(qiáng)非線性領(lǐng)域中的重重障礙，在極限強(qiáng)度相似預(yù)報領(lǐng)域中以能量原理則作為引導(dǎo)，提出了一個新的思路，開辟了一條嶄新的道路。
　　 (2)詳細(xì)介紹了運用能量原理來推導(dǎo)相似準(zhǔn)則關(guān)系式的理論依據(jù)，之后在能量守恒原理的條件下得到了相似準(zhǔn)則關(guān)系式建立的方法，通過該方法建立了不同幾何尺寸的懸臂梁在受集中載荷作用下的撓度的相似換算關(guān)系式，并通過對比相似換算的結(jié)果與理論公式計算的結(jié)果驗證了此相似換算公式的精確度。接著在位能駐值原理的基

4、礎(chǔ)之上推導(dǎo)了不同尺寸的四邊簡支單向受壓的矩形板的彈性屈曲載荷之間的相似準(zhǔn)則，并在推導(dǎo)的過程中挖掘出了運用能量原理來推導(dǎo)相似準(zhǔn)則的優(yōu)點，并進(jìn)一步探討了運用這種方法來預(yù)報極限強(qiáng)度的適用性。最后對不同比例的加筋板結(jié)構(gòu)的極限強(qiáng)度提出了用極限能量值的概念來進(jìn)行相似預(yù)報的方法，并通過對多個加筋板模型的非線性有限元計算得到了各自的極限承載能力以及極限能量值，并通過回歸分析建立了不同縮尺比的加筋板結(jié)構(gòu)的極限承載力與極限能量值之間的關(guān)系，得到了用于相似預(yù)