輕量化設(shè)計(jì)是現(xiàn)代船舶設(shè)計(jì)的趨勢(shì)。鋁合金由于具有較高的比強(qiáng)度,是船舶結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)的一種理想化材料。但是目前國(guó)內(nèi)外對(duì)船體鋁合金結(jié)構(gòu)強(qiáng)度方面的研究還很匱乏,導(dǎo)致鋁合金的應(yīng)用比較少。加筋板作為船體結(jié)構(gòu)中的重要組成部分,對(duì)加筋板結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度研究具有重要意義。為了掌握鋁合金加筋板結(jié)構(gòu)的屈曲和疲勞強(qiáng)度性能,本文通過(guò)對(duì)加筋板開(kāi)展有限元分析和試驗(yàn)研究,獲得了以不同扶強(qiáng)材形式支撐的縱骨貫穿艙壁的加筋板結(jié)構(gòu)的屈曲強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度性能,并在此基礎(chǔ)上,在滿足剛度和強(qiáng)度的前提下,對(duì)某鋼質(zhì)船舶上層建筑進(jìn)行鋁合金替代設(shè)計(jì),然后分別對(duì)其開(kāi)展屈服、屈曲和疲勞強(qiáng)度研究。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:1)應(yīng)用非線性有限元方法開(kāi)展了鋁合金加筋板在網(wǎng)格尺寸、模型范圍、焊接熱影響區(qū)域、初始幾何缺陷和殘余應(yīng)力等因素影響下的屈曲性能敏感性分析,形成了一套鋁合金加筋板結(jié)構(gòu)的屈曲性能有限元分析方法;2)開(kāi)展了鋁合金加筋板屈曲性能試驗(yàn)研究,分別得到了以單側(cè)扶強(qiáng)材支撐和雙側(cè)扶強(qiáng)材支撐的縱骨貫穿艙壁加筋板結(jié)構(gòu)的極限承載能力,并且通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果與上述有限元計(jì)算結(jié)果對(duì)比,驗(yàn)證了非線性有限元分析方法的準(zhǔn)確性;3)開(kāi)展了兩種典型焊縫節(jié)點(diǎn)形式的標(biāo)準(zhǔn)件以及三種不同扶強(qiáng)材結(jié)構(gòu)形式支撐的縱骨貫穿艙壁加筋板結(jié)構(gòu)的疲勞試驗(yàn)研究,使用概率統(tǒng)計(jì)的方法對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,獲得了相應(yīng)結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的S-N曲線;4)對(duì)某鋼質(zhì)船舶上層建筑在滿足其剛度和強(qiáng)度的前提下進(jìn)行了鋁合金替代設(shè)計(jì),并基于非線性有限元法,分別對(duì)原鋼質(zhì)上層建筑和替代設(shè)計(jì)后的鋁合金上層建筑開(kāi)展屈服、屈曲和疲勞強(qiáng)度研究。對(duì)滿足屈服、屈曲和疲勞強(qiáng)度前提下的鋁合金上層建筑與原鋼質(zhì)上層建筑進(jìn)行重量對(duì)比分析。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：U661.4
【部分圖文】：

邐Ｌ邐＝0邋Ｌ／２逡逑圖２．３邋１／２＋１＋１／２跨計(jì)算模型逡逑船體工作過(guò)程中主要受到縱向壓力，沿骨材長(zhǎng)度方向設(shè)定為自由支持的條件即可。逡逑在對(duì)加筋板結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度分析時(shí)，為了更加合理的模擬橫向方向上所承載的約束條件，逡逑通常將計(jì)算模型選定為１／２＋１邋＋邋１／２跨計(jì)算模型，長(zhǎng)度與兩跨模型保持相等。逡逑２．２．５初始缺陷的模擬逡逑根據(jù)以往的研究表明，非線性有限元方法在計(jì)算板架結(jié)構(gòu)的屈曲性能時(shí)，板架結(jié)構(gòu)逡逑的初始缺陷對(duì)其有很大影響

逡逑圖２．２某船用鋁合金應(yīng)力——應(yīng)變曲線逡逑２．２．４邊界條件及載荷模式逡逑船體建造過(guò)程中，加筋板需要對(duì)部分的支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行加強(qiáng)，比如橫梁以及扶強(qiáng)材等，逡逑所以在通過(guò)有限元計(jì)算軟件進(jìn)行強(qiáng)度分析時(shí)如何合理的設(shè)定計(jì)算模型的邊界條件就成逡逑為大家比較關(guān)注的課題。逡逑通常在應(yīng)用解析法進(jìn)行分析時(shí)，存在一種簡(jiǎn)化的理論計(jì)算方法，該方法將加筋板的逡逑邊界條件設(shè)定為兩邊簡(jiǎn)支。但是在有限元計(jì)算過(guò)程中，通�？梢栽O(shè)定更加貼近更加合理逡逑的邊界條件，而且不單單只把單跨模型設(shè)定為研究對(duì)象。逡逑邐邐＋邋邐吞－千邐Ｓ邐ｆ邋．｜．千邋＂ｆｔ邋—邋Ｔ邋一開(kāi)Ｈ．Ｔ－ｆ邋……逡逑ｆ邋Ou………ｆ邐ｆ－ｔｔｆｆ邐邐千邐…苷…乎并－－－－－并－－－－－ｆ－ｆ寄：：：：卞：：逡逑Ｌ／２邐Ｌ邐＝0邋Ｌ／２逡逑圖２．３邋１／２＋１＋１／２跨計(jì)算模型逡逑船體工作過(guò)程中主要受到縱向壓力，沿骨材長(zhǎng)度方向設(shè)定為自由支持的條件即可。逡逑在對(duì)加筋板結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度分析時(shí)，為了更加合理的模擬橫向方向上所承載的約束條件，逡逑通常將計(jì)算模型選定為１／２＋１邋＋邋１／２跨計(jì)算模型，長(zhǎng)度與兩跨模型保持相等。逡逑２．２．５初始缺陷的模擬逡逑根據(jù)以往的研究表明

逡逑圖２．２某船用鋁合金應(yīng)力——應(yīng)變曲線逡逑２．２．４邊界條件及載荷模式逡逑船體建造過(guò)程中，加筋板需要對(duì)部分的支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行加強(qiáng)，比如橫梁以及扶強(qiáng)材等，逡逑所以在通過(guò)有限元計(jì)算軟件進(jìn)行強(qiáng)度分析時(shí)如何合理的設(shè)定計(jì)算模型的邊界條件就成逡逑為大家比較關(guān)注的課題。逡逑通常在應(yīng)用解析法進(jìn)行分析時(shí)，存在一種簡(jiǎn)化的理論計(jì)算方法，該方法將加筋板的逡逑邊界條件設(shè)定為兩邊簡(jiǎn)支。但是在有限元計(jì)算過(guò)程中，通�？梢栽O(shè)定更加貼近更加合理逡逑的邊界條件，而且不單單只把單跨模型設(shè)定為研究對(duì)象。逡逑邐邐＋邋邐吞－千邐Ｓ邐ｆ邋．｜．千邋＂ｆｔ邋—邋Ｔ邋一開(kāi)Ｈ．Ｔ－ｆ邋……逡逑ｆ邋Ou………ｆ邐ｆ－ｔｔｆｆ邐邐千邐…苷…乎并－－－－－并－－－－－ｆ－ｆ寄：：：：卞：：逡逑Ｌ／２邐Ｌ邐＝0邋Ｌ／２逡逑圖２．３邋１／２＋１＋１／２跨計(jì)算模型逡逑船體工作過(guò)程中主要受到縱向壓力，沿骨材長(zhǎng)度方向設(shè)定為自由支持的條件即可。逡逑在對(duì)加筋板結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度分析時(shí)，為了更加合理的模擬橫向方向上所承載的約束條件，逡逑通常將計(jì)算模型選定為１／２＋１邋＋邋１／２跨計(jì)算模型，長(zhǎng)度與兩跨模型保持相等。逡逑２．２．５初始缺陷的模擬逡逑根據(jù)以往的研究表明

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本文編號(hào)：2827542