隨著船舶主尺度與航速的日益增大,船舶在航行過程中受到的砰擊、上浪等非線性因素的影響日益增大,傳統(tǒng)的剛性理論不再適用,有必要將船體視為彈性體進(jìn)行非線性的分析,本課題基于《協(xié)調(diào)共同結(jié)構(gòu)規(guī)范》對(duì)船舶的極限強(qiáng)度校核進(jìn)行研究分析,并提出一種可計(jì)及卷積作用和砰擊力的三維非線性水彈性方法對(duì)波浪載荷進(jìn)行預(yù)報(bào),對(duì)比HCSR共同規(guī)范的規(guī)范值,對(duì)船舶的極限強(qiáng)度進(jìn)行可靠性的驗(yàn)算,驗(yàn)證非線性水彈性方法的合理性。主要研究?jī)?nèi)容如下:1.基于新修訂后的《協(xié)調(diào)共同結(jié)構(gòu)規(guī)范》,對(duì)船舶梁的極限強(qiáng)度的計(jì)算方法進(jìn)行研究分析,主要包括船體的極限承載能力,船體承受的載荷（垂向波浪載荷、垂向靜水彎矩）以及船舶梁的校核公式等,利用逐步破壞法的理論對(duì)某散貨船的船舯剖面進(jìn)行計(jì)算承載能力的計(jì)算。2.研究非線性水彈性理論對(duì)船舶外載荷特別是波浪載荷的影響,通過對(duì)砰擊上浪等非線性因素的考慮,提出一種可計(jì)及卷積作用和砰擊力的三維非線性水彈性方法,并將規(guī)則波下該方法的計(jì)算值與傳統(tǒng)的線性波浪載荷預(yù)報(bào)方法與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證非線性因素對(duì)波浪載荷的影響不容忽視。通過對(duì)某散貨船進(jìn)行有限元建模,利用非線性設(shè)計(jì)波法對(duì)船舶運(yùn)動(dòng)和波浪載荷進(jìn)行長(zhǎng)期預(yù)報(bào),并同時(shí)利用H... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

swf參數(shù)分布圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-10-=LxLxLfxm,0.065.04.0,0.10,0.0其他位置的swf值可以通過插值法得到，如圖2.2所示。圖2-2swf參數(shù)分布圖2.3船體梁極限承載能力船體梁的極限承載能力UM的物理意義表示在保證船體整體結(jié)構(gòu)功能不完全失效的情況下，船舶梁所能承載的最大載荷大校取決于剖面結(jié)構(gòu)構(gòu)件的屈服極限，是承受靜水載荷與波浪載荷的共同作用的彎曲能力。新修正的HCSR共同規(guī)范中主要建議使用逐步破壞法（增量迭代法）作為其計(jì)算船體梁極限承載能力UM的方法。逐步破壞分析法又稱為Smith法，是目前較為常用的關(guān)于極限強(qiáng)度求解的方法，這種方法能夠更好的考慮船體的一個(gè)結(jié)構(gòu)載荷累加破壞的過程。逐步破壞分析法認(rèn)為隨著彎矩的逐漸擴(kuò)大，橫剖面上承載能力最低的構(gòu)件先行出現(xiàn)屈曲、屈服等現(xiàn)象，但不會(huì)直接使整個(gè)構(gòu)件崩潰，隨著屈服構(gòu)件數(shù)量的增多，整個(gè)剖面的承載能力會(huì)出現(xiàn)下降，但整個(gè)剖面依然不會(huì)迅速崩潰，隨著載荷的幅值的增大，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度下降的幅度也會(huì)加快，最后出現(xiàn)徹底崩潰。2.3.1基本假定在使用迭代方法時(shí)，一般需要做如下假設(shè)：（1）假定計(jì)算的橫剖面位于其相鄰兩橫框架間；（2）假定在每次曲率迭代的過程中，船體梁橫截面都能保持平面的狀

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-11-態(tài)；（3）假定材料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度都是具有彈-塑性的特征；（4）假定船體可以被離散為相互獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元。迭代方法：通過計(jì)算在結(jié)構(gòu)單元上的載荷求解不同曲率i下的彎矩iM，逐步遞增迭代曲率，從而得到每次迭代過程中的對(duì)應(yīng)單元的應(yīng)力-應(yīng)變曲線-。應(yīng)力為各單元中各應(yīng)力-應(yīng)變曲線-最小值。不斷持續(xù)迭加曲率進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)符合以下等式時(shí)停止迭代過程。500.003YFynMEI=（2-9）式中MY——Y1M和Y2M之間的小者，(KNm)；315010YeHBnMRZ=；325010YeHDnMRZ=；即F的大小為FM曲線中的峰值大校圖2-2FM曲線示意圖2.3.2計(jì)算流程逐步破壞分析法的具體計(jì)算流程如下所示：（1）選定船體的危險(xiǎn)區(qū)域的橫剖面，一般認(rèn)為船舯部分承受的載荷最大，因此橫剖面主要集中選擇在船舯艙段；（2）通過對(duì)船舯橫剖面進(jìn)行離散，建立對(duì)應(yīng)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線-，一般認(rèn)為硬角單元?jiǎng)偠容^大，不會(huì)發(fā)生屈曲失效等，而加筋板單元和扶強(qiáng)材單元等

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于模型試驗(yàn)與三維水彈性理論的船舶波激振動(dòng)響應(yīng)研究[J]. 汪雪良,顧學(xué)康,胡嘉駿.  船舶力學(xué). 2012(08)
[2]破損船體的極限強(qiáng)度估算[J]. 代魯平,楊平.  中國(guó)艦船研究. 2008(03)
[3]FPSO船體梁極限強(qiáng)度分析與有效生命期預(yù)報(bào)[J]. 郭昌捷,任剛,張道坤,馬延德,侯穎.  大連理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2004(06)
[4]人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在結(jié)構(gòu)可靠性中的應(yīng)用[J]. 毛政良,張圣坤.  上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 1997(11)

博士論文
[1]基于船舶總縱極限強(qiáng)度的可靠性研究[D]. 江曉俐.武漢理工大學(xué) 2005

碩士論文
[1]船舶水彈性非線性載荷及結(jié)構(gòu)響應(yīng)研究[D]. 汪延凱.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]船舶總縱極限強(qiáng)度可靠性分析及相關(guān)影響因素研究[D]. 鄒路遙.上海交通大學(xué) 2017
[3]碰撞損傷船舶極限強(qiáng)度非線性有限元分析方法研究[D]. 馬俊.大連理工大學(xué) 2016
[4]船舶極限強(qiáng)度可靠性分析中結(jié)構(gòu)要素提取及計(jì)算方法研究[D]. 趙晉.華中科技大學(xué) 2015
[5]逐步破壞法計(jì)算船體梁總縱極限強(qiáng)度[D]. 許明財(cái).武漢理工大學(xué) 2003



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