含裂紋損傷FPSO結(jié)構(gòu)的剩余極限強(qiáng)度研究.pdf

1、船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)在服役期間發(fā)生的災(zāi)難性斷裂事故不僅嚴(yán)重危害了工作人員的人身安全，而且會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此海洋工程設(shè)計(jì)師開始探求新的船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思想，正確評(píng)估其結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度，尤其是具有裂紋缺陷影響的鋼結(jié)構(gòu)剩余極限強(qiáng)度的研究引起了船舶及海洋工程領(lǐng)域?qū)W者的極大興趣。
　　本文針對(duì)含裂紋加筋板在壓縮載荷下的剩余極限強(qiáng)度、屈曲模式及裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子做了系統(tǒng)的分析總結(jié)，綜合考察了不同裂紋參數(shù)，載荷參數(shù)以及初始變形缺陷對(duì)加筋板

2、剩余壓縮極限強(qiáng)度的影響，并在此基礎(chǔ)上對(duì)含裂紋 FPSO復(fù)雜結(jié)構(gòu)的剩余極限強(qiáng)度進(jìn)行了初步探討。具體研究內(nèi)容如下：
　?。?）采用試驗(yàn)法對(duì)含裂紋損傷加筋板的壓縮剩余極限強(qiáng)度進(jìn)行研究。設(shè)計(jì)六種典型的穿透裂紋損傷加筋板，對(duì)試件進(jìn)行軸向壓縮試驗(yàn)。通過改變模型裂紋尺寸、位置及傾角參數(shù)，觀測試驗(yàn)數(shù)據(jù)，探討了不同裂紋參數(shù)影響下的加筋板破壞特點(diǎn)和對(duì)剩余極限強(qiáng)度影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，不同的裂紋長度以及裂紋位置改變加筋板結(jié)構(gòu)承載力的分布，影響結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變

3、場，進(jìn)而改變其失效崩潰模式；初始缺陷對(duì)結(jié)構(gòu)的剩余極限強(qiáng)度的影響也不容忽視。
　?。?）探討一種數(shù)值與試驗(yàn)相結(jié)合的受裂紋損傷加筋板結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度研究方法。采用非線性有限元分析法，考慮初始變形缺陷下對(duì)受軸向壓縮載荷的含穿透裂紋加筋板的極限強(qiáng)度進(jìn)行分析，分別探討存在初始變形缺陷，裂紋位置、長度不同時(shí)加筋板結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布特性及屈曲變形模式，并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果較為吻合。并計(jì)算裂紋加筋板裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子，使用K判據(jù)判斷裂紋是否擴(kuò)展

4、，探討加載過程中裂紋尖端的應(yīng)力場的變化。
　　（3）為研究含裂紋損傷加筋板剩余極限強(qiáng)度的邊界影響，以單條筋雙跨加筋板和三條筋雙跨加筋板為研究對(duì)象，采用非線性有限元法開展其極限強(qiáng)度分析?？紤]結(jié)構(gòu)的初始變形缺陷，對(duì)比分析承受軸向壓縮、同時(shí)承受軸向壓縮和側(cè)向壓力聯(lián)合作用時(shí)加筋板的剩余極限強(qiáng)度，給出不同裂紋位置和裂紋長度加筋板剩余承載力的變化規(guī)律。結(jié)果表明，單條加筋板的剩余極限強(qiáng)度偏小，三條加筋模型的計(jì)算結(jié)果更接近于真實(shí)情況，邊界對(duì)于含裂