基于板架试验的船体舱段结构极限强度评估方法研究

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1、分类号：U661.4密级：公开UDC：629.02编号：S2015-702-12中国舰船研究院硕硕士士学学位位论论文文基于板架试验的船体舱段结构极限强度评估方法研究作作者者：张亦龙指导老师：岳亚霖研究员学科专业：船舶与海洋结构物设计制造中国船舶科学研究中心二〇一五年四月1分类号U661.4密级公开UDC629.02编号S2015-702-12硕士学位论文基于板架试验的船体舱段结构极限强度评估方法研究TheResearchonUltimateStrengthEvaluationMethodofHullCabinstruc

2、turebasedonGrillageExperiment指导教师姓名：岳亚霖职称：研究员学位申请人姓名：张亦龙申请学位级别：工学硕士专业名称：船舶与海洋结构物设计制造研究方向：船舶与海洋结构物安全可靠性论文提交时间：2015年4月培养单位：中国船舶科学研究中心学位授予单位：中国舰船研究院2学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文所有研究工作，均在导师指导下由作者本人独立完成。引用的有关观点、方法、数据和文献已在论文中注明，并与参考文献对应。除论文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其它个人或集体已经公开发表的研究成果

3、。对本文研究作出任何贡献的个人和集体，均已在论文中以明确方式注明并表示感谢。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权声明中国舰船研究院和中国船舶科学研究中心有权保存本人呈交的学位论文复印件及电子版，有权向国家有关部门或机构送交论文复印件及电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权中国舰船研究院和中国船舶科学研究中心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、缩印或扫描手段保存或汇编本论文。本学位论文属于：公开☑内部秘密，在年解密后适用本授权书。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：

4、导师签名：日期：年月日日期：年月日3基于板架试验的船体舱段结构极限强度评估方法研究摘要大型船舶破损舱段结构的剩余强度的理论评估，由于其破损区域的结构大变形、破口、裂纹及材料冷作硬化等几何和材料非线性特征难以精确解析，导致评估结果的准确性无法把握；缩比模型试验法存在模型和实体刚度差异及非线性缩比换算关系问题，其评估准确性有待验证；而实尺度结构试验受加载测试能力和试验场地的限制，难以开展。为解决大型船舶实尺度破损舱段结构的剩余强度评估和防护结构设计问题，迫切需要建立一套合理的船体结构强度评估方法。本文以舱段结构的单层甲板板

5、架、开孔单层甲板板架和双层甲板板架为对象，开展了端面转角对甲板板架应力场、位移场以及极限承载能力的影响研究，对比分析了舱段结构与其实尺度局部模型在中垂中拱状况下的结构响应关系，探讨了基于局部模型试验的舱段结构极限强度评估方法。主要研究工作和结论如下：（1）以舱段结构的单层甲板板架、开孔单层甲板板架和双层甲板板架为对象，开展了有无端面转角对板架结构响应和极限承载能力的影响研究，获得了端面转角对甲板板架应力场、位移场以及极限承载能力的影响规律。（2）开展了立体舱段与其局部板架结构模型在载荷作用下的结构响应和极限承载能力的关

6、系研究，得出：甲板板架模型拉伸结构响应与中拱状态下舱段结构甲板板架响应基本一致，在开展舱段结构甲板板架拉伸极限承载能力试验研究中可忽略端面转角的影响。端面有转角的甲板板架压缩结构响应与中垂状态下舱段结构甲板板架响应基本一致，在开展舱段结构甲板板架压缩极限承载能力试验研究中必须计入端面转角的影响。（3）首次提出了基于甲板板架模型试验的舱段结构极限强度评估方法：对于中拱状态舱段结构极限承载能力评估，可以从舱段结构中选取合理的甲板板架模型，采用线位移加载方式进行板架拉伸试验，得到甲板板架应力场分布和极限承载能力，根据舱段甲板

7、板架载荷位移与横剖面弯矩的响应关系，换算得到中拱状态下舱段结构极限承载能力；对于中垂状态舱段结构极限承载能力评估，可以从舱段结构中选取合理的甲板板架模型，考虑端面转角的线位移加载方式进行板架压缩试验，得到甲板板架应力场分布和极限承载能力，根据舱段甲板板架载荷位移与横剖面弯矩的响应关系，换算得到中垂状态下舱4中国舰船研究院硕士学位论文段结构极限承载能力。关键词：船舶结构；极限强度；评估方法；板架试验；端面转角5基于板架试验的船体舱段结构极限强度评估方法研究AbstractItisdifficulttoaccurately

8、assesstheresidualstrengthofdamagedhullstructureduetothegeometricnonlinearityandmaterialnonlinearityofdamageregion,thusleadingtheaccuracyoftheevaluationresultscannotbe