極端波浪海況下船舶總縱極限強(qiáng)度可靠性計(jì)算方法.pdf

1、在船舶全海域大型化的趨勢(shì)下，船舶航行中所遇到的極端波浪海況需要引起重視，這對(duì)船舶總縱強(qiáng)度提出了更高的要求。關(guān)于船舶總縱極限強(qiáng)度的可靠性分析是一個(gè)工程界的關(guān)注點(diǎn)，它主要涉及的是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、載荷和可靠性分析三個(gè)方面。然而和一般船舶結(jié)構(gòu)可靠性分析相比，結(jié)構(gòu)在極限條件下的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度隨機(jī)變量的選定，波浪載荷在極端條件下的載荷構(gòu)成，可靠性方法在考慮極限強(qiáng)度和極端載荷下的選取及其計(jì)算等均是一個(gè)值得探討的話題。極限條件下的船舶結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算，關(guān)鍵在于提取對(duì)船

2、舶總縱極限有較大影響的因素，一些研究通過結(jié)構(gòu)影響因素的敏感性分析，確定了對(duì)船舶總縱極限強(qiáng)度有較大影響的隨機(jī)變量，并通過對(duì)相關(guān)國內(nèi)外研究的考察，給出了這些隨機(jī)變量的統(tǒng)計(jì)特征值的建議值用于可靠性計(jì)算，本文借鑒了上述研究成果。極端波浪海況條件下的極端載荷分析主要考慮極端波浪海況對(duì)波浪彎矩的影響，波浪彎矩在極端波浪海況條件下具有明顯的隨機(jī)特性，有關(guān)學(xué)者通過研究認(rèn)為長期波浪彎矩極值服從Weibull分布，然而這些對(duì)波浪彎矩的計(jì)算方法沒有涉及船舶全

3、天候大型化趨勢(shì)下船舶在航行過程中可能遇到的對(duì)船舶總縱波浪彎矩有較大影響的特殊的極端波浪海況。此外，對(duì)于極端波浪海況下船舶總縱極限強(qiáng)度可靠性計(jì)算而言，極限狀態(tài)函數(shù)中的兩個(gè)基本隨機(jī)變量，極端波浪海況下的波浪彎矩和結(jié)構(gòu)總縱極限強(qiáng)度并不服從簡(jiǎn)單的分布，這使得極限狀態(tài)函數(shù)的形式更為復(fù)雜，導(dǎo)致常用的可靠性計(jì)算方法可能出現(xiàn)適用性問題。
　　本文選取極端波浪海況中的上浪、砰擊和大幅縱搖這三個(gè)對(duì)總縱極端波浪彎矩有較大影響的波浪海況，從船舶航行界限的

4、角度出發(fā)，利用國內(nèi)外船舶航行界限規(guī)定，參考DNV船舶結(jié)構(gòu)可靠性計(jì)算指南中的波浪載荷計(jì)算方法和日本學(xué)者藤井康城將極端波浪海況引入波浪彎矩計(jì)算的思路，提出了一種考慮上述三類極端波浪海況的極端波浪彎矩計(jì)算方法，最終得到極端波浪海況下的波浪彎矩極值數(shù)據(jù)比常規(guī)波浪彎矩極值更大，參考實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明考慮極端波浪海況的波浪彎矩計(jì)算方法能在一定程度上更加真實(shí)的反應(yīng)船舶所受波浪載荷；并通過考察不同可靠性計(jì)算方法的特點(diǎn)，利用算例分析，給出極端波浪海況下船舶總縱