【摘要】：航空母艦、攻擊艦、大型滾裝船、客滾船和油船等船舶通常包含縱向貫通的大艙結構,艙室內部未布置橫向圍壁和支柱等支撐結構,使得艙室的頂層甲板成為大跨度甲板。大跨度甲板不僅作為運輸甲板承受車輛運輸、飛機起降或甲板上浪的載荷,而且又作為強力甲板經(jīng)受巨大的總縱載荷,其極限承載能力比常規(guī)甲板有更高的要求。此外結構的材料屬性、尺寸、載荷等各種不確定因素的影響,使得基于可靠性理論的船體結構評估方法越來越得到重視。然而,當前國內外的相關船體規(guī)范針對大跨度甲板的極限強度和可靠性尚未有特定的分析指南。本文通過非線性有限元模擬和試驗方法對大跨度甲板的極限強度開展分析和研究,并基于可靠性理論對大跨度甲板進行了失效概率和敏感性參數(shù)分析。確定性方法和概率方法的結合,為新型大跨度甲板結構的合理化設計提供了有意義的參考,主要的研究內容和成果包括:(1)采用板架穩(wěn)定性理論和“多跨”失穩(wěn)的理念,對“細長”大跨度甲板進行穩(wěn)定性分析,綜合屈曲強度的要求和結構重量最小的目標,確定了縱骨和強橫梁最優(yōu)的組合方式。針對該骨材組合,將大跨度甲板離散成加筋板,采用解析方法計算其在不同破壞模式下的壓縮極限強度,其最小值即為結構的臨界應力,為強度評估提供依據(jù)。(2)通過與經(jīng)典試驗案例的比較,總結大跨度甲板極限強度的非線性有限元模擬方法,進而分析和總結了強橫梁結構型式、甲板跨度、側向載荷、永久塑性變形和局部開口等因素對大跨度甲板極限強度的影響,確定了合理的甲板結構型式。(3)針對合理的甲板結構,制定并實施了大跨度甲板縱向極限強度研究的試驗方案,包括模型設計、加載設計、試驗流程及結果處理等。對比和驗證有限元分析及試驗的結果,得到合理的有限元及試驗方法;進一步地,提出了實際甲板極限強度的預報方法,解決了相似理論不能應用于非線性問題預報的局限。(4)結合可靠性理論和有限元方法,建立大跨度甲板結構的極限狀態(tài)方程,編寫Fortran子程序,分別采用改進的二蒙次階矩法法一和特卡羅計算基于甲板極限強度的可靠度指標和敏感系數(shù);并根據(jù)不同失效概率時的局部安全因子提出了結構可靠性的校核公式,能直接計算給定載荷時結構的安全水平是否滿足要求,在結構設計和工程中的具有實用價值。
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U661.43
【圖文】：

能力和基于概率統(tǒng)計的可靠性評估[1]�？煽客猓�應關注不同部位的局部船體結構，如的穩(wěn)定性和強度破壞模式。范針對大跨度甲板的極限強度和可靠性尚度甲板特殊的結構特點，研究其極限強度應用于新型甲板結構的設計和評估中，預大跨度甲板的合理化設計提供有意義的參考置大艙結構的航母和滾裝船

的安全性評估，包括極限承載能力和基于概率統(tǒng)計的可靠性評估[1]�？煽啃栽u估的對象除了總縱強度破壞模式外，還應關注不同部位的局部船體結構，如甲板、船底、艙口和艙壁等局部結構的穩(wěn)定性和強度破壞模式。當前國內外的相關船體規(guī)范針對大跨度甲板的極限強度和可靠性尚未有特定的分析指南，因此結合大跨度甲板特殊的結構特點，研究其極限強度的計算和預報方法，并將可靠性理論應用于新型甲板結構的設計和評估中，預先考慮諸多不確定性因素，能為新型大跨度甲板的合理化設計提供有意義的參考。

本文的研究思路

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