舰船结构极限强度计算及试验研究.pdf

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1、舰船结构极限强度计算及试验研究汤红霞王晓宇刘见华吴卫国(1．中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011；2．武汉理工大学武汉430063)[摘要]采用非线性有限法进行舰船极限强度计算，并结合劳氏军规中关于极限强度的要求进行极限强度评估。依据极限强度评估结果，确定模型试验的研究对象，基于非线性有限元计算和模型试验结果进行实船极限强度预报，形成一套非线性有限元法和模型试验相结合的实船极限强度预报方法，为舰船的极限强度计算和试验提供参考。[关键词]极限强度；非线性有限元方法；模型试验[中图分类号]U661．43[文献标志码]A[文章编号]1001—9855(2014)03—0

2、026—04CalculationandexperimentalresearchofstructuralultimatestrengthofwarshipsTANGHong—xiaWANGXiao—yuLIUJian—huaWUWei—guo2(1．MarineDesign&ResearchInstituteofChina，Shanghai200011，China；2．SchoolofTransportation，WuhanUniversityofTechnology,Wuhan430063，China)Abstract：Ultimatestrengthofawarshi

3、piscalculatedbynon—linearFEMandisevaluatedaccordingtotherequirementsofLloyd’SRulesandRegulationsfortheClassificationofNavalShips．ItdeterminesthestudySUbjectforthemodeltestbasedontheevaluation，andforecaststherealshipultimatestrengthbasedonthecalculationfromthenonlinearFEMandmodeltestresult

4、s．ItfinallyfeIrmsamethodtopredicttherealshipultimatestrengthbythecombinationofnonlinearFEMandmodeltest，whichcanprovidereferenceforthecalculationandtestoftheultimatestrengthofwarships．Keywords：ultimatestrength；nonlinearFEM：modeltest引言方法，包括基于线弹性理论的始屈弯矩表征方法以及基于弹塑性理论的逐步破坏法，在考虑船舰船的总纵极限强度(即极限承载

5、能力)是体结构的非线性问题基础上建立的非线性有限元指舰船航行中，在极端荷载条件下，抵抗纵向弯法，在有限元法基础上提出的理想结构单元法，曲的能力，一般以舰船受总纵弯曲时剖面的极限以及模型试验方法等。舰船因其结构的复杂性，弯矩作为衡量指标，它是舰船结构设计中非常重涉及到材料非线性、几何非线性和许多其他影响要的环节。舰船极限强度对船体结构的安全性产因素，因此使其结构响应非常复杂，进行实生巨大的影响¨。船试验确定船体的极限强度是最准确的Jo但对于舰船极限承载能力的分析，目前有多种实船极限强度试验耗费大且难度高，所以现在常[收稿日期]2013—08～19；[修回日期]2013-10

6、—05[作者简介]汤红霞(1970～)，女，研究员，主要从事舰船结构设计与工程管理工作。王晓宇【1975一)，男，研究员，主要从事舰船结构设计一r作。刘见华(1975～)，男，博士，研究员，主要从事舰船结构设计]=作。吴卫国(1960一)，男，硕士，教授．主要从事舰船T程研究工作。用的试验方法是以一定比例的缩尺比模型试验研表1各剖面中拱、中垂极限弯矩kN．m究为主。斟剖厩中拱极限弯矩中垂极限弯矩本文以一艘典型舰船为研究对象，选择适用52号4518090-5095593于高度非线性求解的非线性有限元法对研究舰船73号6656841-6762105进行极限承载能力分析，同时采

7、用劳氏军规中关于极限强度的要求进行极限强度评估。依据极限92号9087660-8006031强度评估结果，确定了模型试验的研究对象；根103号9231570-6952167据畸变模型设计的相似理论，设计了缩比模型，120号8459451—7193799完成了极限强度试验；并基于模型试验结果进行135号8692182-7278336实船极限强度预报，将预报结果和计算分析结果183号8565264-6971679进行比较分析，验证采用非线性有限元法计算舰215号5889510-553697l船极限强度能够满足工程应用的需求，同时也