船體極限強度試驗相似模型設計研究.pdf

1、船體極限強度試驗是在計算方法不成熟的背景下預報船體極限承載能力的一種有效方法，同時也可以作為一種驗證計算方法精確性的手段。從極限強度概念的提出開始，極限強度試驗方法就在這個領(lǐng)域扮演著至關(guān)重要的角色。對極限強度試驗而言，設計出與原型現(xiàn)象相似的模型是試驗成功與否的關(guān)鍵。但就極限強度本身，其幾何非線性，材料非線性等因素耦合的強非線性不僅是計算方法的困難所在，也是試驗模型相似準則導出的困難所在。傳統(tǒng)的量綱分析方法運用到極限強度領(lǐng)域，因其非線性因

2、素的干擾而產(chǎn)生相似程度的降低，所以為了彌補這一缺陷，本文提出了基于穩(wěn)定性破壞起始量和終止量的穩(wěn)定性相似模型補償，并運用不同縮尺比模型的設計和計算驗證了這一方法的可行性，并對該方法需要完善的不足之處提出了展望。本文具體工作如下：
　?。?）運用方向性量綱矩陣推導了船舶極限強度的相似準則，以該準則為條件設計了多個縮尺比模型，對縮尺比模型的計算結(jié)果統(tǒng)計歸納，查找規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了極限強度內(nèi)在破壞機理在數(shù)據(jù)上的體現(xiàn)，確定了穩(wěn)定性關(guān)鍵物理量是導致

3、量綱分析法設計的模型產(chǎn)生相似程度差異的主要原因。
　?。?）以結(jié)構(gòu)極限強度破壞的原因為理論依據(jù)，在量綱分析法導出的相似準則為前提的基礎上，確定了穩(wěn)定性關(guān)鍵點（起始量和終止量）在相似關(guān)系中起到的重要作用。推導出模型非線性起始量為板格的臨界應力，終止量為加筋板極限應力，在此基礎上，運用方程分析法導出了模型穩(wěn)定性相似準則，并運用縮尺比模型的數(shù)據(jù)說明了這一準則的適用性和正確性。同時，根據(jù)該準則對強度相似準則的補償，設計了新縮尺比模型的結(jié)構(gòu)