船体结构加筋板的屈曲分析【开题报告】

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1、毕业论文开题报告船舶与海洋工程船体结构加筋板的屈曲分析一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义当结构所受载荷达到某一值时，若增加一微小的增量，则结构的平衡位形将发生很大的改变，这种情况叫做结构失稳或屈曲，相应的载荷称为屈曲载荷或临界载荷。结构的屈曲问题按结构屈曲时的材料性质及工作应力水平，可将屈曲分为弹性屈曲、塑性屈曲和弹塑性屈曲间。弹性屈曲，一结构屈曲前后仍在小变形假定的范围内处干弹性状态时，称之为弹性屈曲;塑性屈曲一结构在塑性应力状态下发生屈曲时，称之为塑性屈曲；弹塑性屈曲一介于弹性屈曲和塑性屈曲之间的一种屈曲形式，屈曲前

2、结构处于弹性应力状态，而屈曲时由于扰动变形使一部分材料进入塑性，即屈曲发生后材料处于弹塑性应力状态。由于上述三种屈曲现象中材料性质呈现出本质上的差别，因此整个屈曲过程也表现出各自不同的特点。近二十年来，广大造船工作者在板架和加筋板稳定性的计算方法、试验研究等方面做了不少研究。目前对加筋板的屈曲分析，主要有三种方法：(1)基于实验结果或数值计算结果基础上的经验公式。(2)有限元法；(3)理论解析法或半解析法；结构屈曲分析是结构强度理论的一个重要分枝，对保证结构安全是极为重要的研究课题。随着科学技术的不断发展，高强度材料的大量涌现和应用，材

3、料的强度已经不是主要关心的方面了，以及以拉应力为主的结构强度也不是主要研究方向了，而以压应力为主的研究结构稳定性在结构设计中突显了出来。不管在建筑、桥梁、航空还是在海洋工程中都面临着这一课题。保证安全的前提下，如何最大限度的降低材料消耗，已成为结构设计中一个重要课题。所以在满足结构设计功能、保证结构安全性的前提下，每一个设计工作者都追求节省材料。因此急需研究人员提供一个准确、可靠且与理论结果接近的研究方法。稳定性问题是船体结构设计中的重要问题，历来受到船舶结构力学工作者的高度重视。近十年来，随着船舶排水量的增加、船体结构重量的减少，为了

4、满足强度要求，多采用高强度钢。船舶结构构件剖面尺寸相对而言不断减小，结构刚度相对而言不断降低，结构稳定性问题尤为突显。所谓结构稳定性是指在承受外力荷载时能够保持结构初始形状的能力。而屈曲是指结构从初始形状向其他形状的突变。此时的平均应力称为屈曲应力或临界应力。它取决于结构的尺寸、形式、材料和所受压力分布模式和边界条件。研究结构的稳定性就是要求求出临界应力，并使该值不小于其所受的压应力，使结构能正常工作。计算船体结构的稳定性，一般都需要计算板架结构中的加筋板单元的临界应力。加筋板结构在保证结构可靠性和耐用性的前提下可大大地节省结构材料，减

5、轻结构重量，从而提高结构效率和经济性，已被广泛应用于航空航天，能源交通，海洋工程，土木建筑和桥梁工程等工程领域。如何精确地估算船体结构的实际承载能力，更科学、更合理的进行船舶结构设计和计算，已成为当今船舶学术界研究的一个热点。二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：论文研究了船体结构中加筋板屈曲分析的计算方法，主要研究内容包括以下几个方面：1.学习结构力学中板的屈曲和稳定性部分的内容，收集经验公式。2.船体加筋板屈曲分析有限元理论与方法，学习了有限元方法在加筋板屈曲分析中的理论和方法应用，主要有有限元基本理论、极限载荷的计算等。3.应用大

6、型有限元计算软件MSC.Patran/Nastran完成了加筋板屈曲分析，包括Patran软件模态分析功能学习、加筋板的有限元建模与计算、对加筋板的屈曲计算结果分析等。三、研究步骤、方法及措施：1、学习船体结构加筋板相关内容，查找有关资料；2、学习有限元算法，对有限元有一定得了解；3、学习PATRAN软件基本操作；4、学习PATRAN软件，建立三维模型并进行分析；四、参考文献[1]隋智享.船舶与海洋工程结构极限强度分析[D].大连理工大学学位论文[2]徐向东.崔维成.加筋板格屈曲及极限强度分析[J].中国造船.1999(2),p68-7

7、6[3]李雪良.船体板的屈曲和极限强度分析[D].武汉理工大学学位论文[1]刘彦峰.密加筋板结构强度和稳定性的力学性能分析与结构设计[D].武汉理工大学硕士论文[2]黎顺生.加筋板极限强度计算与分析[D].武汉理工大学学位论文[3]于杰.面内载荷作用下船体结构的稳定性分析[D].武汉理工大学硕士学位论文[4]BleichF,Bucklingstrengthofmetalstructures.NewYork:McGraw-HillBookCo,1952.[5]GerardG,BeckerH,Handbookofstructuralstab

8、ility,Part1.Bucklingofflatplates,NACATechnicalNote,1954,No.3781.