船體加筋板結(jié)構(gòu)高級屈曲的算法研究及其計算評估系統(tǒng)的開發(fā).pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,高強(qiáng)度鋼材的應(yīng)運(yùn)而生,拉應(yīng)力問題已經(jīng)不再是結(jié)構(gòu)所要解決的主要問題。但是以壓應(yīng)力為主要特征的屈曲問題成為了結(jié)構(gòu)設(shè)計中的主要矛盾。特別是,對于帶有初始缺陷的加筋板結(jié)構(gòu),其高級屈曲問題更是越來越多的被各國船級社所關(guān)注。2005年12月召開的國際船級社協(xié)會(以下簡稱IACS)大會,通過廣泛協(xié)商,深入研究后達(dá)成共識:船舶結(jié)構(gòu)共同規(guī)范(Common Structural Rules,簡稱CSR),于2006年4月1日正式生效,并

2、強(qiáng)制執(zhí)行。雙殼油船共同規(guī)范將“極限強(qiáng)度”的概念引入到規(guī)范技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中。從而可以更加客觀地評估加筋板結(jié)構(gòu)的極限承載能力,從而推動了現(xiàn)代船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。其指出除了按照非線性有限元方法計算外,計算標(biāo)準(zhǔn)中允許采用非線性屈曲理論的方法進(jìn)行計算,但未提出具體的方法和步驟。
　　本文的主要研究內(nèi)容可以分為兩個部分:
　　(1)通過FEM計算加筋板結(jié)構(gòu)的極限強(qiáng)度
　　(2)開發(fā)一個用于評估船體加筋板結(jié)構(gòu)高級屈曲的評估系統(tǒng)。

3、第一部分的主要內(nèi)容就是通過Patran/Marc的PCL語言更加合理的考慮加筋板結(jié)構(gòu)的初始變形,并計算其極限強(qiáng)度。第二部分開發(fā)的加筋板高級屈曲的評估系統(tǒng),需要考慮共同規(guī)范中的非線性屈曲理論。該評估系統(tǒng)考慮了材料的非線性、幾何非線性、初始缺陷等因素。它采用增量Galerkin法,高效且相對準(zhǔn)確的獲得加筋板結(jié)構(gòu)的“極限承載能力”。
　　本文主要的研究工作如下:
　　(1)尋求一種合適的半解析方法解決大撓度對加筋板結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度的影