周向裂紋損傷圓柱殼承載能力計(jì)算系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、在的建造過程中，通常采用圓柱殼作為其基本構(gòu)件，然而，在載荷及風(fēng)、波、潮汐、流、冰等的強(qiáng)烈作用下，圓柱殼容易出現(xiàn)疲勞裂紋損傷，對(duì)海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)物的安全性造成威脅。因此，如何判斷裂紋損傷圓柱殼的承載能力，一直是海洋結(jié)構(gòu)物安全性評(píng)估過程中的一個(gè)重要課題。本文提出了周向裂紋損傷圓柱殼承載能力計(jì)算系統(tǒng)，能夠快速求解拉伸和彎曲載荷作用下，裂紋擴(kuò)展長度，裂紋尖端張開位移CTOD，塑性長度β，J積分的值。在此基礎(chǔ)上，通過一系列計(jì)算，可得到裂紋截面的約束條

2、件、幾何參數(shù)、材料參數(shù)的變化對(duì)極限強(qiáng)度的影響，從而為海洋平臺(tái)的維護(hù)與建造提供施工依據(jù)與技術(shù)支撐。
　　首先，引入Dugdale解析模型，簡要分析了裂紋起裂、穩(wěn)定擴(kuò)展直至塑性破壞的全過程，從而提出整個(gè)過程中的關(guān)鍵參數(shù)，即計(jì)算系統(tǒng)需要求解的參數(shù)。從而對(duì)計(jì)算系統(tǒng)的需求進(jìn)行詳細(xì)分析，并在此基礎(chǔ)上完成系統(tǒng)的構(gòu)建。
　　其次，引入自由支持（裂紋位于圓柱殼中心）和剛性固定（裂紋位于剛性固定端）兩種不同邊界約束下的計(jì)算模型，簡要介紹了基于該

3、模型的彈塑性解，分為裂紋不擴(kuò)展和裂紋擴(kuò)展兩個(gè)部分。
　　然后，根據(jù)理論基礎(chǔ)，分析不同編程語言的優(yōu)缺點(diǎn)，進(jìn)而確定開發(fā)方案，選擇MATLAB為開發(fā)平臺(tái)，基于軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)準(zhǔn)則和MATLAB GUI圖形界面編程，對(duì)系統(tǒng)界面進(jìn)行設(shè)計(jì)，并給出了關(guān)鍵算法設(shè)計(jì)，包含插值編程實(shí)現(xiàn)和超越方程求解。
　　最后，依次測(cè)試數(shù)值求解和參數(shù)影響分析等功能，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果，有限元法計(jì)算結(jié)果相比較，驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果的可靠性，進(jìn)而驗(yàn)證該計(jì)算系統(tǒng)是否滿足開發(fā)目的