循環(huán)彎曲下船體梁極限強(qiáng)度研究.pdf

1、船體梁總縱極限強(qiáng)度的研究對(duì)于保證船舶的安全具有重大的意義。幾十年來(lái)對(duì)于這個(gè)問(wèn)題的研究已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展，形成了幾種較為實(shí)用的計(jì)算方法。雖然思路各異，但都是建立在靜力極限強(qiáng)度準(zhǔn)則的基礎(chǔ)上的，即認(rèn)為船體梁的總體破壞是由于外載一次性加載到其極限值導(dǎo)致的。然而實(shí)際情況是，船舶在航行中往往受到很多周期性循環(huán)彎曲載荷的作用，當(dāng)其足夠大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致船體梁危險(xiǎn)斷面處某些縱向構(gòu)件發(fā)生一定程度的屈服或屈曲破壞及塑性變形，從而使得該斷面的極限承載能力降低。其

2、最終結(jié)果是，某些縱向承力構(gòu)件已產(chǎn)生塑性變形的船體在某一次未達(dá)到縱向極限彎矩的載荷作用下就有可能發(fā)生破壞。本文較為深入地研究了這個(gè)問(wèn)題，探討了循環(huán)彎曲作用對(duì)船體梁總縱極限強(qiáng)度的影響，得出了一些有意義的結(jié)論，主要工作如下：
　　 1)討論了面內(nèi)載荷下矩形板的變形性能。分別使用彈性大變形分析和剛塑性分析的方法研究矩形板的極限強(qiáng)度，詳細(xì)推導(dǎo)了矩形板在變形的各個(gè)階段中，軸向載荷，軸向變形以及橫向變形之間的關(guān)系。
　　 2)在加筋板

3、格不同的失效模式及極限強(qiáng)度分析的基礎(chǔ)上，研究了其在循環(huán)面內(nèi)載荷作用下的變形性能，探討了在不同變形階段內(nèi)，加筋板格的軸向應(yīng)力，軸向應(yīng)變以及橫向撓度之間的關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步討論了卸載時(shí)加筋板格的變形。將加筋板格循環(huán)后極限強(qiáng)度的降低歸結(jié)為循環(huán)過(guò)程中梁柱初偏心逐漸增加導(dǎo)致的結(jié)果，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)船體梁截面極限強(qiáng)度的降低。使用Fortran90語(yǔ)言編制了相關(guān)計(jì)算程序，以一個(gè)典型的船體梁加筋板格為研究對(duì)象，探討其在循環(huán)軸向載荷作用下變形及極限強(qiáng)度

4、的變化，結(jié)果證明本文的假定與推斷是合理的。
　　 3)本文在傳統(tǒng)的逐步破壞法的基礎(chǔ)上，改進(jìn)出了可用于計(jì)算循環(huán)后船體梁極限強(qiáng)度的計(jì)算程序，程序使用Fortran90語(yǔ)言編制。其基本思路是，加載的循環(huán)量的大小由變形的曲率控制，程序不斷追蹤每次循環(huán)后組成船體梁截面各單元的平均應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，它是在上次循環(huán)后單元的平均應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系和本次循環(huán)變形量的基礎(chǔ)上計(jì)算得出的。將循環(huán)完成后各單元的平均應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系代入傳統(tǒng)逐步破壞法的計(jì)算程序，得