【摘要】：船舶結(jié)構(gòu)在整個(gè)壽命周期內(nèi)因受到裂紋和腐蝕損傷而降低其極限承載力,導(dǎo)致海上事故發(fā)生,會(huì)造成不可估量的損失。因此,在船舶設(shè)計(jì)初始階段和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中有必要準(zhǔn)確快速的評(píng)估受到損傷后船舶結(jié)構(gòu)在惡劣海況中的極限承載能力。整個(gè)船體作為由加筋板格構(gòu)成的龐大三維空間薄壁系統(tǒng),工作環(huán)境非常復(fù)雜,很多不確定性因素會(huì)影響其結(jié)構(gòu)安全,所以按照概率思想對(duì)船舶結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)可靠性分析具有重要的實(shí)際意義。本文在研究了含裂紋和腐蝕船舶結(jié)構(gòu)加筋板單元極限強(qiáng)度經(jīng)驗(yàn)公式的基礎(chǔ)上,基于逐步破壞法和APDL參數(shù)化設(shè)計(jì),編制了能夠調(diào)用非線性有限元計(jì)算單元應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的簡(jiǎn)化逐步破壞極限強(qiáng)度計(jì)算程序;并以一艘海上浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油船(FPSO)為例,采用自編簡(jiǎn)化逐步破壞程序和非線性有限元法對(duì)其在不同年限腐蝕和裂紋損傷下的極限強(qiáng)度進(jìn)行了計(jì)算;采用離散的單元模擬船舶空間結(jié)構(gòu),基于簡(jiǎn)化逐步破壞程序和概率網(wǎng)絡(luò)估算法(PNET法)開(kāi)展了船舶空間結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)可靠性分析。具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)分析完整加筋板、含裂紋和腐蝕損傷板及加筋板的極限強(qiáng)度計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式,結(jié)合折減因子評(píng)估法,以完整加筋板壓縮極限強(qiáng)度的經(jīng)驗(yàn)公式為基礎(chǔ),提出以加筋板柔度和加筋板殼板柔度為變化參數(shù)的含裂紋和腐蝕損傷加筋板極限強(qiáng)度的經(jīng)驗(yàn)公式。與有限元計(jì)算和文獻(xiàn)經(jīng)驗(yàn)公式結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了含損傷加筋板極限強(qiáng)度經(jīng)驗(yàn)公式的準(zhǔn)確性。(2)基于含裂紋和腐蝕船體單元極限強(qiáng)度的參數(shù)化設(shè)計(jì),編制自動(dòng)調(diào)用有限元方法計(jì)算獲得的單元應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的逐步破壞法程序,實(shí)現(xiàn)考慮裂紋和腐蝕船體單元應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的獲取和船體梁極限強(qiáng)度的快速計(jì)算,通過(guò)實(shí)例和實(shí)船計(jì)算驗(yàn)證了該程序的計(jì)算精度。(3)分別采用非線性有限元法和自編簡(jiǎn)化計(jì)算程序?qū)χ缓g、只含裂紋、同時(shí)含裂紋和腐蝕損傷下的FPSO船體梁極限強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算,對(duì)比兩種方法的計(jì)算結(jié)果,表明結(jié)合非線性有限元法計(jì)算單元應(yīng)力-應(yīng)變曲線的簡(jiǎn)化逐步破壞程序是切實(shí)可行的,計(jì)算結(jié)果是可靠的。(4)以大型船舶結(jié)構(gòu)的加筋板元件可靠性為基礎(chǔ),提出基于逐步破壞過(guò)程單元失效路徑的船體梁系統(tǒng)可靠性計(jì)算方法,對(duì)同時(shí)含裂紋和腐蝕FPSO船體梁的可靠性進(jìn)行計(jì)算。結(jié)果表明,該方法能夠快速評(píng)估船體梁空間系統(tǒng)可靠性。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U661.43

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2781569