基于“第一原理”的船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)估系統(tǒng).pdf

1、上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文基于“第一原理”的船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)估系統(tǒng)姓名：胡勇申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專(zhuān)業(yè)：船舶與海洋結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)制造指導(dǎo)教師：崔維成20040201摘要 II橫向壓縮等 6 種組合受載情況下的剩余極限強(qiáng)度的計(jì)算方法3 將彈性大繞度理論同剛塑性理論相結(jié)合 發(fā)展了一種簡(jiǎn)化的解析計(jì)算方法計(jì)算具有初始變形和焊接殘余應(yīng)力的平板結(jié)構(gòu)在受到面內(nèi)剪切 拉壓和橫向荷載聯(lián)合作用下極限強(qiáng)度4 分析船舶( 尤其是船側(cè)) 在受到碰撞損傷后 船體剩余剪切極限強(qiáng)

2、度的計(jì)算方法及其變化特征 創(chuàng)傷面幾何形狀對(duì)剪切極限強(qiáng)度的影響 以單船側(cè)的散貨船為例 分析其碰撞后的力學(xué)特性5 以油船船型為例 分析了其構(gòu)件在不同部位腐蝕的基本規(guī)律和特征 以一個(gè)四參數(shù)的 W e i b u l l函數(shù)為擬合函數(shù) 利用可靠性分析手段分析了船體的各個(gè)部位在不同的使用年限內(nèi)的腐蝕厚度概率及其方差 分析了疲勞裂紋 腐蝕船舶維修對(duì)船體剩余極限強(qiáng)度的影響 提出一種最小凈厚度準(zhǔn)則確定船體構(gòu)件在不同部位的最大許用損傷 從而獲得恰當(dāng)?shù)拇?/p>

3、檢測(cè) 維修策略6 有機(jī)組合已取得的疲勞 腐蝕 碰撞等損傷作用下船體極限計(jì)算方法形成一套完整的船體強(qiáng)度評(píng)估體系 該體系中包括對(duì)船體損傷的計(jì)算以及對(duì)船體受損后剩余極限強(qiáng)度的評(píng)估 同時(shí)還根據(jù)船體剩余極限強(qiáng)度的評(píng)估結(jié)果得到合理的決策 建議通過(guò)上述研究本文得到了如下的一些主要結(jié)論1 隨著垂向壓力的增加 板的縱向壓縮極限強(qiáng)度的減弱呈近似線性變化在同一邊界剪力條件下 橫向壓力對(duì)縱向壓縮極限強(qiáng)度的影響呈線性變化 當(dāng)板的長(zhǎng)寬比小于 1 時(shí) 長(zhǎng)寬比對(duì)板的極

4、限強(qiáng)度有非常明顯的影響 而邊界剪力的影響作用不太明顯 當(dāng)長(zhǎng)寬比大于 3 時(shí) 長(zhǎng)寬比對(duì)極限強(qiáng)度的影響不太明顯 當(dāng)長(zhǎng)寬比在 1 到 3 之間時(shí) 邊界剪力和長(zhǎng)寬比對(duì)板的極限強(qiáng)度都有明顯影響2 對(duì)腐蝕損傷的計(jì)算 本文采用一個(gè)四參數(shù)的 Weibull 模型 該模型的最大特點(diǎn)就是具有良好的適應(yīng)性 Paik 模型 Melchers 模型 Guedes Soares 模型等都可以通過(guò)該模型退化而得 而對(duì)于疲勞損傷的計(jì)算 本文介紹了一種九參數(shù)的疲勞壽命統(tǒng)

5、一預(yù)報(bào)方法 該方法將疲勞裂紋的彈塑性特性 環(huán)境參數(shù) 幾何參數(shù) 裂紋的微觀和宏觀擴(kuò)展都統(tǒng)一于同一表達(dá)式中 可以較好地解釋裂紋擴(kuò)展的各種物理現(xiàn)象3 對(duì)具有裂紋缺陷的板和加筋板格的極限強(qiáng)度 本文在裂紋附近采用細(xì)化的彈塑性四邊形單元 并以材料的斷裂韌性作為裂紋擴(kuò)展的準(zhǔn)則 與試驗(yàn)結(jié)果的誤差比較最大為 3 左右 板厚對(duì)具有中心裂紋和邊緣裂紋的板的極限拉伸強(qiáng)度影響不大 相差不到 2 板厚對(duì)極限拉伸強(qiáng)度的影響可以不考慮 橫向壓力對(duì)縱向拉伸極限強(qiáng)度的影響