船舶极限强度可靠性分析中结构要素提取及计算方法研究

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1、分类号学号M201371459学校代码10487密级硕士学位论文船舶极限强度可靠性分析中结构要素提取及计算方法研究学位申请人：赵晋学科专业：船舶与海洋工程指导教师：赵耀教授严俊研究员答辩日期：2015年5月27日ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringSelectionofStructuralFactorsandResearchonCalculatingMethodofShipUltimateStrengthReliab

2、ilityAnalysisCandidate:ZhaoJinMajor:NavalArchitectureandOceanEngineeringSupervisor:Prof.ZhaoYaoProf.YanJunHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaMay,27,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡

3、献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、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。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在_____年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学

4、硕士学位论文摘要大型船舶相较于普通船舶，船长、排水量、航速提升明显，也不可避免地会遭遇恶劣海况，其承受的总纵弯矩与船长的平方成正比，也就是说大型船舶这样大尺度船长的船舶和中小型船舶即使处在同一波浪条件下，所承受的总纵弯曲载荷，大型船舶相对要大得多，这也使大型船舶承受超过其截面承载能力载荷的几率大大增加了。然而目前针对大型船舶极限强度的计算方法主要仍为基于确定性的校核方法，不符合实际，精确程度有待商榷。随着近年来船舶可靠性理论的发展，船舶极限强度可靠性亟需更深一步地研究。文章对此问题进行了一系列研究。本文首先对船舶极限强度的影响因素进行了相关研究。本文提取了杨氏模

5、量、屈服应力、板材厚度、加强筋厚度、初始变形和残余应力作为极限强度的影响因素，定性地分析了上述各因素对极限强度的影响；针对目前现有的施加初始变形的方法的缺陷，本文提出了基于直接施加法的近似的解析公式；为了降低后续可靠性计算的维度，本文对各影响因素进行敏感性分析，确定板材厚度、加强筋厚度和屈服应力敏感度较大，当作随机变量；对这些随机变量，参考已发表的文献提取其分布类型、均值和变异系数；最后研究了随机变量的变化对极限强度的影响，最终给出了随机变量的建议取值。本文对作为随机量的极限强度的计算方法进行了相关研究。在船舶极限强度可靠性分析中，极限强度为随机量，其影响因素亦

6、为随机变量，计算极限强度的过程实际为计算随机变量函数的过程。本文对比研究了联合概率密度法、蒙特卡洛法、泰勒级数法和Rosenbluthe法，分析以上方法的优劣以及适用性，最终确定选择Rosenbluthe法作为计算极限强度的方法，并根据实例验证了该方法的可行性。本文对可靠性计算方法进行了相关研究。本文根据适用性，选择了一次二阶矩法（FORM）、二次二阶矩法法（SORM）、Monte-Carlo法、自适应重要度抽样法（AIS）进行对比研究，首先对上述方法进行了简单的介绍，并通过实例比较各方法在计算效率和计算精度上的优劣，最终给出建议，重点关注计算精度，同时辅之考虑

7、计算效率时，建议选择自适应重要度抽样法（AIS2）法，重点关注计算效率，同时辅之考虑计算精度时，建议选择二次二阶矩法（SORM）。I华中科技大学硕士学位论文最后根据上述的研究成果，同时结合前期的工作内容，撰写了船舶极限强度可靠性中极限强度计算指南草案，简单、通俗地给出了计算作为随机量的极限强度的具体计算方法和步骤，为后续相关研究人员提供参考。关键词：极限强度随机变量敏感性分析可靠性计算指南II华中科技大学硕士学位论文ABSTRACTComparedtonormalship,largeshipislonger,biggerandfaster.Becauseofth

8、eexpansionof