船体梁总纵极限强度的计算与参数分析

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1、武汉理工大学硕士学位论文船体梁总纵极限强度的计算与参数分析姓名：石城林申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：阮先政;杨平2003.5.1亟婆里三盔兰堡主兰焦丝茎一——摘要船体梁总纵极限强度分析在船舶设计中是一个很重要的问题，它是探索导致船体截面单元破坏的那些载荷的大小及其组合。结构破坏几乎总是非线性的一．几何非线性或者材料非线性，而且两种形式的非线性还可能同时发生。这就给船体极限承载能力的分析带来了困难。并且船体截面的组成单元(一般是加筋板单元)在达到材料屈服应力之前还可能发生多种形式的屈曲。因此要分析船体梁的总纵极限承载能力，首先要准确得到加筋板单元的

2、平均应力．应变关系。受压加筋板单元的平均应力一应变关系一般又分成三个阶段：稳定阶段、非卸载阶段和卸载阶段。本文从理论入手，分析了加筋板单元中加强筋的侧倾屈曲，然后根据加筋板的三种破坏模式，得到单元的应力应变关系曲线，这是本文的重点与难点。逐次递增破坏分析法，又称Smith方法。该方法首先将船体截面离散成不同的加筋板单元，根据实际受力情况，将单元分成受拉区和受压区。受拉区单元由理想弹塑性理论得到其应力应变关系曲线；受压区单元又分成一般单元和硬角单元。当船体梁在中垂或中拱状态下时，假定一个初始曲率，根据各个单元对瞬时弹性中和轴弯矩的贡献，累加得到相对于这个曲率的

3、总弯矩，然后判断弯矩是否达到极值，如未达到，则增加曲率，重复上述过程，直到弯矩为极值为止。为实现上述过程，作者采用FORTRAN90语言编写了相应的计算程序。作者的程序可解决如下问题：船体梁的极限承载能力以及加筋板单元的平均应力·庞变关系曲线。在对模型和实船计算的基础上，对某些参数如焊接残余应力、初始变形等做了系统的分析，并且得到了它们的敏感度值。文章在对大量的计算数据和图形表格做分析的基础上，将计算结果与来自国际船舶及海洋大会(ISSC)的著名学者的计算结果进行了比较，结果是令人满意的。关键词：船体梁，加筋板，极限强度，应力应变关系亟婆墨三查堂堡主堂堡笙壅

4、一——AbstractIt’Sveryimportanttoanalysetheultimatestrengthofhullgirderinshipdesign．Andtheaimoftheanalysisistogetthenumericalvalueoftheloadsorassembledloadswhichconducestructureinvalidation．Structureinvalidationisalmostnon-linear--geometrynon-linearandmaterialnon-linearwhichbringsthed

5、ifficultytotheproblem．Thepanelsofhullgirdermaycollapseorbucklebeforeitreachestheyieldstress．Thecurveofthestress-strainisusuallyconstitutedbystablezone、nonload．sheddingzoneandload-sheddingzone．Theauthoranalysesthetrippingofstiffenerandthreepaaernsofpanel’Sinvalidation，SOtogetthecurv

6、eofstress-strainofpanel．Thisstepisthecoreofthethesis．ProgressiveeallopseanalysismethodisalsonamedSmithmethod．Firstly,itneedstoseparatethegirderhullintomanyelements—pulledoneandpushedone．Secondly，whentheshipisinhoggingorsagging，youshouldassumeonecurvaturevalueSOyoucarlgetthemomentva

7、lueofeveryelementatthiscurvature．Andthenyoumayaddupallthemomentofeveryelement．Thirdly,youmustjudgewhetherthemomentistheultimatemoment．Ifnot，increasethecurvature，andredotheabovestepsuntilgettheultimatestreflgth．Theseprocedurescanberealizedbyonecirculation．Ineverystep，thecurveofstres

8、s--strainismodified，SOther