船体结构设计的研究领域中,船体梁极限状态分析越来越受人们的重视。这是因为完善的结构设计是与船体梁的真实强度储备紧密地联系在一起的。 随着对船舶破坏机理的认识和研究发现,在研究船体的总纵极限强度时,应当考虑构件的屈曲、屈服、受压构件屈曲后及崩溃后的非线性性能的影响,并且还要考虑组成船体的各个构件发生破坏的渐进性质和相互作用等。 目前,计算总纵极限弯矩的方法主要有三种,即非线性有限元法,理想结构单元法和逐步破坏分析法。本文采用的是非线性有限元法,它计及了材料和几何的非线性因素。因此,工作量大、代价昂贵,但它是较精确的一种方法。 随着现代力学、计算力学以及计算机技术在软、硬件方面的发展,有限元分析无论是在理论,还是在计算技术方面都已取得了巨大的进步,很多通用有限元程序和专用程序都投入了实际应用,对结构进行有限元分析所需要的费用也迅速减少。有限元法已经成为工程计算的标准方法。 一些已有的文献计算分析已经表明,对于大型通用的有限元软件,只要合理地模拟结构的受载方式,模拟材料的非线性性能,采用合理的单元类型和网格尺度,并综合考虑极限强度分析的各种因素,通用有限元程序同样能获得精确的船体结构的极限承载能力。 本文应用有限元程序对Faulkner加筋板、Nishihara典型箱梁和大型散货船的结构进行了计算和分析,讨论了甲板具有初始挠度Nishihara箱梁极限强度的影响,计算中充分考虑了材料和几何的双重非线性。通过使用通用有限元程序MSC/MARC对船体梁极限承载能力进行预报,讨论如何提高整个有限元分析的精度,如何计及初始不完整性,同时与其它计算方法进行比较,得出一些较为合理的建议,为今后有限元的分析提供参考。