循环载荷作用下船体结构极限承载性能研究

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1、分类号密级UDC学校代码10497学位论文题目循环载荷作用下船体结构极限承载性能研究英文ResearchontheUltimateBearingBehaviorofShipStructure题目underCyclicLoading研究生姓名沈灿姓名杨平职称教授学位博士指导教师单位名称交通学院邮编430063申请学位级别硕士学科专业名称船舶与海洋结构物设计制造论文提交日期2014.4论文答辩日期2014.5学位授予单位武汉理工大学学位授予日期答辩委员会主席评阅人2014年5月万方数据独创性声明本人声明，所呈交的论文是我个人在导师指

2、导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印

3、或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。（保密的论文在解密后应遵守此规定）研究生（签名）：导师（签名）：日期万方数据武汉理工大学硕士学位论文1摘要在船舶安全性评估中，船体梁极限承载能力的研究是其中一个非常重要的方面，而如今的评估方法都是以静力极限强度为准则的。当船体结构遭受到较大的交变载荷的作用时，会导致船体梁危险断面处某些纵向构件发生一定程度的屈服或屈曲破坏及塑性变形，从而使得该断面的极限承载能力降低。其最终结果是，船体梁在某一次未

4、达到一次性纵向极限弯矩的载荷作用下就有可能发生破坏，基于静力极限强度准则会过高评估船体结构的极限强度，不符合实际情形。因此需要引入基于循环载荷作用下的船体极限承载能力的递增塑性破坏准则，考虑循环载荷下船体结构响应。船体加筋板是船舶的主要承载构件，其一次性加载下极限强度已经被广泛研究，而对循环载荷作用下的加筋板的性能分析研究还很少。本文通过大量的有限元计算，修正了Rahman法的加筋板应力-应变公式，并推导出了循环载荷下加筋板的应力-应变关系，这对于循环载荷载荷下加筋板变形性能的研究具有重要意义。最后以循环载荷下加筋板单元性能为基

5、础，进而探讨循环载荷下船体梁弯矩-曲率变化关系，本文的主要研究工作如下：1）介绍一次性加载下加筋板单元应力-应变关系的两种计算方法：Rahman法和FEM非线性有限元法。将两种方法计算结果进行对比，验证其准确性和可靠性，并分析两种方法的优劣。2）基于FEM非线性有限元方法的结果，修正Rahman法的理论计算公式，并进行误差分析，得到更为准确的计算加筋板单元应力-应变曲线的简单关系式。3）分析循环载荷作用下加筋板的变形性能，基于修正Rahman法的简单计算公式，得到循环载荷作用下加筋板单元的应力-应变关系。并提出了两种典型的循环加

6、载历程：单向递增循环模式和双向递增循环模式。给出算例分别计算两种循环历程下加筋板单元的应力-应变曲线，并与有限元结果进行比较验证。4）在传统逐步破坏法基础上，引入循环载荷下结构的递增累积塑性破坏概念，采用循环载荷下结构单元的应力-应变关系，改进计算程序，得到循环弯曲简化方法计算程序。使用修改后的程序对两个箱型梁模型和一条散货船实船算例进行计算，探讨两种典型循环历程下船体梁的极限承载性能，并与非线性有限元软件的计算结果进行对比，验证本文程序的准确性。关键词：循环载荷，应力—应变关系，修正公式，船体梁1本论文的研究得到下列项目的资助

7、：国家自然科学基金面上项目（项目编号：51279150）I万方数据武汉理工大学硕士学位论文AbstractItisveryimportanttoestimatetheloadcarryingcapacityofaship’shullasawholefromtheviewofsafety,andnowtheevaluationmethodsarebasedonthestaticultimatestrengthcriterion.Whentheshiphullstructurearesubjectedtolargecyclicloa

8、ding,acertaindegreeofyield,bucklingfailureandplasticdeformationmayoccurtosomeofthelongitudinalcomponentsofthehullgirder,leadingtoth