循環(huán)載荷作用下加筋板的極限強(qiáng)度研究.pdf

1、隨著船舶行業(yè)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代船舶不斷向大型化以及多功能化發(fā)展。在船舶設(shè)計(jì)過(guò)程中，除了保證船舶航行的高性能以外，船舶結(jié)構(gòu)的安全性也是非常重要的。到目前為止，國(guó)內(nèi)外眾多專家學(xué)者已經(jīng)就船體梁極限強(qiáng)度這個(gè)問(wèn)題展開了深入的探討，并且已經(jīng)取得了很多的研究成果。事實(shí)上，在船舶極限強(qiáng)度校核上，已經(jīng)有了很多種非常實(shí)用的計(jì)算方法。但是，雖然目前已經(jīng)有很多精度較好并且較為簡(jiǎn)單的計(jì)算方法來(lái)計(jì)算船體梁的極限強(qiáng)度，其計(jì)算的極限強(qiáng)度值都是基于一次性過(guò)載情況下的船體梁

2、極限強(qiáng)度值。然而當(dāng)船舶航行在水面時(shí)，其遭遇到的是波浪載荷多次的循環(huán)的作用。在波浪載荷的多次作用下，船體梁的極限強(qiáng)度值并非是固定在某一個(gè)定值。如果僅僅只是考慮船體梁在一次劇烈過(guò)載繼而崩潰的極限強(qiáng)度值，對(duì)于船舶的航行來(lái)說(shuō)往往是偏于危險(xiǎn)的。因此，為了提高船舶航行的安全性，需要研究船體梁在循環(huán)載荷作用下的極限承載性能。近年來(lái)，循環(huán)載荷作用下的船體梁的崩潰行為已經(jīng)引起了很多專家學(xué)者的重視，主要包括理論分析，數(shù)值模擬計(jì)算以及實(shí)驗(yàn)分析。但是這些分析都

3、是基于考慮船體梁在單純收到軸向循環(huán)作用下的極限強(qiáng)度，對(duì)于多種載荷模式的情況并沒(méi)有分析到。然而事實(shí)上，當(dāng)船舶航行在水中時(shí)，除了中拱和中垂彎矩以外，還會(huì)遭受到靜載荷的作用，從而影響其承載性能。
　　船舶是以船體板和加筋板為主要承載構(gòu)件的板梁組合結(jié)構(gòu)。研究船體板和船體加筋板在循環(huán)載荷作用下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，對(duì)于研究船體梁的累積塑性破壞具有非常重大的意義。本文選取了船底處的板和加筋板，結(jié)合船底板在水中的受力狀態(tài)，采用非線性有限元方法來(lái)研究其

4、在多種循環(huán)載荷模式作用下的極限強(qiáng)度。
　　本文主要研究工作如下：
　　本文研究的目的是為了分析循環(huán)載荷和側(cè)壓共同作用下矩形板和加筋板的承載能力變化，運(yùn)用通用有限元軟件，分析影響這兩種模型承載能力和變形性能的因素。本文的主要研究工作如下：
　?。?）采用非線性有限元方法對(duì)船體板格結(jié)構(gòu)進(jìn)行一次性軸向加載及面外側(cè)向均布加載，計(jì)算板在循環(huán)載荷作用下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，與相關(guān)文獻(xiàn)中的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，以確定本文所采用的有限元方法的準(zhǔn)

5、確性及可靠性。
　?。?）運(yùn)用通用有限元軟件分析兩種不同尺寸的板格結(jié)構(gòu)，在循環(huán)載荷作用下的極限強(qiáng)度。其中，同時(shí)考慮了種不同程度的拉伸情況以及不同的水頭高度對(duì)板格結(jié)構(gòu)的承載性能影響。
　?。?）運(yùn)用通用有限元軟件，分析不同側(cè)壓高度對(duì)加筋板的極限承載性能的影響，并同時(shí)研究了不同尺寸的加筋板在抵抗不同側(cè)壓時(shí)的變形性能和承受能力。同時(shí)，針對(duì)三種不同的拉伸程度，即等幅拉伸、小變幅拉伸和大變幅拉伸下加筋板承受循環(huán)載荷和側(cè)壓共同作用下的應(yīng)