本文關(guān)鍵詞：箱型梁結(jié)構(gòu)提高艦船抗艙內(nèi)爆炸可靠性水平的研究

  更多相關(guān)文章： 不確定性分析 縱向箱型梁結(jié)構(gòu) 艙內(nèi)爆炸 剩余極限強(qiáng)度 超出概率

【摘要】：本文針對(duì)艙室內(nèi)部爆炸載荷下箱型梁結(jié)構(gòu)提升艦船結(jié)構(gòu)可靠性水平的作用展開不確定性分析，從爆炸結(jié)構(gòu)毀傷和剩余極限強(qiáng)度等方面，比較分析設(shè)置箱型梁結(jié)構(gòu)艦船和普通結(jié)構(gòu)艦船的超出概率的差異，歸納出箱型梁結(jié)構(gòu)對(duì)艦船抗爆可靠性的提升效果和作用機(jī)理。 本文不確定性分析基于Monte Carlo思想，采用正態(tài)分布和最大熵法相結(jié)合的方法對(duì)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。對(duì)樣本工況進(jìn)行獨(dú)立重復(fù)的數(shù)值模擬，艙內(nèi)爆炸載荷下結(jié)構(gòu)響應(yīng)的數(shù)值模擬采用MSC.Dytran進(jìn)行，爆炸毀傷后的結(jié)構(gòu)剩余極限強(qiáng)度采用非線性有限元法計(jì)算，借助Abaqus CAE實(shí)現(xiàn)。在研究過程中，本文對(duì)所涉及的理論、方法和流程進(jìn)行詳細(xì)介紹，對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析對(duì)比，得出如下結(jié)論： 1.箱型梁結(jié)構(gòu)可以有效限制強(qiáng)力甲板結(jié)構(gòu)在艙內(nèi)爆炸載荷下發(fā)生橫向和縱向大變形的概率，但對(duì)限制炸點(diǎn)正上方產(chǎn)生破口概率的作用并不明顯； 2.箱型梁結(jié)構(gòu)可以顯著提高艙內(nèi)爆炸毀傷后艦船保持較高剩余極限承載能力的概率，從而保證毀傷艦船在惡劣海況中能夠以較大的概率生還； 3.箱型梁結(jié)構(gòu)提高艦船剩余可靠性的作用機(jī)理可以總結(jié)為兩個(gè)方面。一方面，箱型梁結(jié)構(gòu)可以有效限制強(qiáng)力甲板產(chǎn)生大變形的概率，使作為主要中垂承力構(gòu)件的強(qiáng)力甲板以較大的概率保持其完整性，發(fā)揮更大的承載效果；另一方面，，箱型梁結(jié)構(gòu)本身在后續(xù)加載過程中可以貢獻(xiàn)一部分剛度并為強(qiáng)力甲板提供強(qiáng)的邊界約束，從而提升結(jié)構(gòu)承載能力。 4.本文所建立的艦船抗爆不確定性分析框架從概率角度論證箱型梁結(jié)構(gòu)提升艦船抗艙內(nèi)爆炸能力的作用，得到與確定性分析相接近的結(jié)論，這證明該框架是合理、可行的，在進(jìn)一步優(yōu)化之后，可以用于艦船抗爆可靠性分析。
【關(guān)鍵詞】：不確定性分析 縱向箱型梁結(jié)構(gòu) 艙內(nèi)爆炸 剩余極限強(qiáng)度 超出概率
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U674.70
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 第一章 緒論13-21
• 1.1 研究背景及意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-19
• 1.2.1 爆炸載荷作用下船體結(jié)構(gòu)響應(yīng)研究14-15
• 1.2.2 船體結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度研究15-16
• 1.2.3 結(jié)構(gòu)不確定性分析方法研究16-19
• 1.2.4 沖擊載荷作用下艦船結(jié)構(gòu)可靠性研究19
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容19-21
• 第二章 爆炸載荷作用下艦船結(jié)構(gòu)響應(yīng)數(shù)值模擬21-33
• 2.1 引言21
• 2.2 空中爆炸沖擊波的形成與傳播21-28
• 2.2.1 空氣沖擊波流體動(dòng)力學(xué)方程22-24
• 2.2.2 空中爆炸沖擊波的參數(shù)和描述24-27
• 2.2.3 結(jié)構(gòu)物對(duì)沖擊波的反射作用27-28
• 2.3 基于 MSC.Dytran 的爆炸結(jié)構(gòu)響應(yīng)仿真28-32
• 2.3.1 MSC.Dytran 基本理論及求解方法28-29
• 2.3.2 求解器的選取29-31
• 2.3.3 MSC.Dytran 流固耦合算法31-32
• 2.3.4 艙室內(nèi)部爆炸模擬思路32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第三章 剩余極限強(qiáng)度的定義和計(jì)算方法33-39
• 3.1 引言33
• 3.2 剩余極限強(qiáng)度的定義33-34
• 3.3 極限強(qiáng)度非線性有限元法計(jì)算34-38
• 3.3.1 非線性有限元方法介紹34-36
• 3.3.2 非線性有限元方法選擇36-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第四章 艙內(nèi)爆炸載荷下結(jié)構(gòu)可靠性評(píng)估方法39-52
• 4.1 引言39
• 4.2 問題描述39-40
• 4.3 不確定性分析流程40-41
• 4.4 Monte Carlo 方法41-45
• 4.4.1 Monte Carlo 方法的發(fā)展歷史41-42
• 4.4.2 Monte Carlo 方法的基本原理42-44
• 4.4.3 Monte Carlo 方法的收斂性和誤差44-45
• 4.5 D 檢驗(yàn)法45-46
• 4.6 最大熵法46-50
• 4.6.1 信息熵的概念46-47
• 4.6.2 最大熵原理47
• 4.6.3 最大熵法的實(shí)現(xiàn)47-50
• 4.7 本章小結(jié)50-52
• 第五章 箱型梁結(jié)構(gòu)抗艙內(nèi)爆炸毀傷可靠性分析52-75
• 5.1 引言52-53
• 5.2 問題描述53-55
• 5.3 隨機(jī)變量的選取和生成55-57
• 5.3.1 艙內(nèi)爆炸不確定性的界定55
• 5.3.2 隨機(jī)變量的選取和描述55-56
• 5.3.3 隨機(jī)變量的生成56-57
• 5.4 數(shù)值方法和有限元模型57-62
• 5.4.1 艙段有限元模型建立57-59
• 5.4.2 材料模型和參數(shù)選取59-61
• 5.4.3 耦合面劃分61-62
• 5.5 數(shù)值模擬結(jié)果62-67
• 5.5.1 典型工況下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)數(shù)據(jù)62-65
• 5.5.2 結(jié)構(gòu)響應(yīng)數(shù)據(jù)提取65-67
• 5.6 結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析67-73
• 5.6.1 結(jié)構(gòu)在測點(diǎn) 1 的等效塑性應(yīng)變67-70
• 5.6.2 結(jié)構(gòu)在測點(diǎn) 2 的變形70-71
• 5.6.3 結(jié)構(gòu)在測點(diǎn) 3 的變形71-73
• 5.7 結(jié)果討論73
• 5.8 本章小結(jié)73-75
• 第六章 箱型梁結(jié)構(gòu)提高艙內(nèi)爆炸毀傷艦船剩余可靠性分析75-93
• 6.1 引言75-76
• 6.2 剩余極限強(qiáng)度數(shù)值計(jì)算76-78
• 6.2.1 數(shù)值模擬流程76-78
• 6.2.2 材料模型和參數(shù)選取78
• 6.3 數(shù)值模擬結(jié)果78-85
• 6.3.1 典型工況下的剩余極限強(qiáng)度78-84
• 6.3.2 結(jié)果數(shù)據(jù)提取84-85
• 6.4 結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析85-90
• 6.4.1 剩余極限彎矩值85-87
• 6.4.2 結(jié)構(gòu)塑性變形能87-90
• 6.5 結(jié)果討論90-91
• 6.6 本章小結(jié)91-93
• 第七章 結(jié)束語93-96
• 7.1 主要工作與創(chuàng)新點(diǎn)93-94
• 7.2 后續(xù)研究工作94-96
• 參考文獻(xiàn)96-102
• 致謝102-103
• 攻讀碩士期間已發(fā)表或錄用的論文103

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：637637