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》對船舶的極限強度校核進行研究分析,并提出一種可計及卷積作用和砰擊力的三維非線性水彈性方法對波浪載荷進行預(yù)報,對比HCSR共同規(guī)范的規(guī)范值,對船舶的極限強度進行可靠性的驗算,驗證非線性水彈性方法的合理性。主要研究內(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》,對船舶梁的極限強度的計算方法進行研究分析,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某散貨船的船舯剖面進行計算承載能力的計算。2.研究非線性水彈性理論對船舶外載荷特別是波浪載荷的影響,通過對砰擊上浪等非線性因素的考慮,提出一種可計及卷積作用和砰擊力的三維非線性水彈性方法,并將規(guī)則波下該方法的計算值與傳統(tǒng)的線性波浪載荷預(yù)報方法與實驗值進行對比,驗證非線性因素對波浪載荷的影響不容忽視。通過對某散貨船進行有限元建模,利用非線性設(shè)計波法對船舶運動和波浪載荷進行長期預(yù)報,并同時利用H... 

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

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

swf參數(shù)分布圖

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文-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)于極限強度求解的方法，這種方法能夠更好的考慮船體的一個結(jié)構(gòu)載荷累加破壞的過程。逐步破壞分析法認為隨著彎矩的逐漸擴大，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，但不會直接使整個構(gòu)件崩潰，隨著屈服構(gòu)件數(shù)量的增多，整個剖面的承載能力會出現(xiàn)下降，但整個剖面依然不會迅速崩潰，隨著載荷的幅值的增大，其結(jié)構(gòu)強度下降的幅度也會加快，最后出現(xiàn)徹底崩潰。2.3.1基本假定在使用迭代方法時，一般需要做如下假設(shè)：（1）假定計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)大學工學碩士學位論文-11-態(tài)；（3）假定材料的結(jié)構(gòu)強度都是具有彈-塑性的特征；（4）假定船體可以被離散為相互獨立的結(jié)構(gòu)單元。迭代方法：通過計算在結(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)迭加曲率進行計算，當符合以下等式時停止迭代過程。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計算流程逐步破壞分析法的具體計算流程如下所示：（1）選定船體的危險區(qū)域的橫剖面，一般認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）通過對船舯橫剖面進行離散，建立對應(yīng)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線-，一般認為硬角單元剛度較大，不會發(fā)生屈曲失效等，而加筋板單元和扶強材單元等

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于模型試驗與三維水彈性理論的船舶波激振動響應(yīng)研究[J]. 汪雪良,顧學康,胡嘉駿.  船舶力學. 2012(08)
[2]破損船體的極限強度估算[J]. 代魯平,楊平.  中國艦船研究. 2008(03)
[3]FPSO船體梁極限強度分析與有效生命期預(yù)報[J]. 郭昌捷,任剛,張道坤,馬延德,侯穎.  大連理工大學學報. 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.  上海交通大學學報. 1997(11)

博士論文
[1]基于船舶總縱極限強度的可靠性研究[D]. 江曉俐.武漢理工大學 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 2017
[2]船舶總縱極限強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 2017
[3]碰撞損傷船舶極限強度非線性有限元分析方法研究[D]. 馬俊.大連理工大學 2016
[4]船舶極限強度可靠性分析中結(jié)構(gòu)要素提取及計算方法研究[D]. 趙晉.華中科技大學 2015
[5]逐步破壞法計算船體梁總縱極限強度[D]. 許明財.武漢理工大學 2003



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