船体板的屈曲和极限强度分析

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1、武汉理工大学硕士学位论文船体板的屈曲和极限强度分析姓名：李雪良申请学位级别：硕士专业：工程力学指导教师：张少雄20040501——一一一墼坚堡：!：查鲎堡±堂垡堡壅摘要船体是LtJ加筋板组成的薄壁箱形梁结构。船体梁的总体失效通常取决丁甲板、船底板，有时候是舷侧加筋板的屈曲和塑性破坏。因此，对于衡奄船体结构的安全性而言，对甲板、底板、舷侧板进行屈曲和极限强度分析是十分重要目．必须的。对于加筋板而言，加强筋问的板格之局部屈曲和失效是最基本的失效模式。因此对组合载荷作用下加强筋问的板格的届曲和极限强度的评估也很重要。册体板的屈曲和极限强度取决于很多影响因素，半要有：板的几何尺寸、材料特性、

2、载荷特征、初始缺陷(如初始变形和焊接残余应力)、边界条件以及腐蚀的影响、疲劳裂纹等。作用在船体板上的载荷分量通常可以分为面内载荷和侧向压应力。面内载荷分为轴向压应力或拉应力、边缘剪切应力以及面内轴向弯曲应力。实际的船舶结构巾而内载荷通常由船体梁的总纵弯曲或者船体梁的扭转引起。侧向压应力则由水压力和货物压力引起。本文以船体板的屈曲和极限强度为研究目标，主要内容有：●指出研究船体板屈曲和极限强度的意义和目的，简要回顾了国内外的研究现状。并提出本文的研究内容；·考虑残余应力、侧向压应力、开孔和扭转约束对于板格的屈曲强度的影响，讨论了各个因素影响下的板格的屈曲强度计算公式。并通过有限元计算对

3、屈啦强度计算公式进行了分析与比较；·根据大变形理论，通过板的非线性控制微分方程的分析，得到了各种组合载荷情况下的板格的极限强度计算公式。并考虑初始缺陷列极限强度的影响；·按照CC,S“油船结构直接计算分析指南”(2004)对110，000DWT原油船进行有限元直接计算。针对各种规定的计算载荷工况，列该船船体结构进行了强度校核。并对其主要的船体板如甲板、底扳、舷侧、内壳和纵横向舱壁板等板格进行了平板屈曲校核。关键词：冉竹体结构，板，直接计算，屈曲强度，极限强度——茎堡堡三查堂婴生堂垡丝奎一AbstractTheship’Shullisathin—walledboxgirderstruc

4、turecomposedofstiffenedpanels．‘I’heoverallfailureofashiphullgirderisnormallygovernedbybucklingandplasticcollapseofthedeck，bottom，orsometimesthesideshellstiffenedpanels．Therefore，theanalysisofbucklingandultimatestrengthofshippanelsindeck，bottom，andsideshellsisveryimportantandnecessaryforthesafet

5、yasscsslnentofshipstructure．Instiffenedpanels，localbucklingandcollapseofplatingbetweenstiffenersisabasicfailuremode，andthusitwouldalsoveryimportanttoevaluatethebucklingandultimatestrengthinteractionofplateelementsundercombinedloadS．’Fhebucklingandultimatestrengthofshipplatingnormallydependonava

6、rietyofinfluentialfactors，namelygeometric／materialproperties，loadingcharacteristics，initialimperfections(i．e．initialdeflectionsandresidualstresses)，boundaryconditionsandcorrosion，fatiguecracking．11heplatinginshipsisgenerallysubjectedtocombinedin—planeandlaleralpressureloads．In—planeloadsinclude

7、biaxialcompression／tensionandin—planebendingandedgeshear，whicharemainlyinducedbyoverallhullgirderbendingand／ortorsionofthevessel，Lateralpressureloadsareduetowaterpressureandcargo．+l'heaimsofthisthesisarebucklingandultimatestrength