船舶结构设计的目的是要保障船舶在使用周期内能够承受各种可能出现的载荷,结构强度设计是船体结构设计过程中的重要方面。传统的极限强度评估方法都是建立在一次性单调载荷下的极限强度的基础上,即认为船体的总体破坏是船体危险断面所能承受的一次性最为不利载荷组合的结果。事实上,在交变极值载荷作用下,船体梁的极限承载能力会随循环次数的增加而不断降低,基于一次性单调载荷下的极限强度评估方法可能会导致偏于危险的结果。此外,在船舶服役的过程中,船舶结构不可避免地会遭受各种损伤与缺陷,裂纹作为一种常见的缺陷形式,往往会造成结构局部的应力集中,影响结构的崩溃行为,进而降低船舶结构的承载能力。因此,评估含裂纹损伤船舶结构在低周疲劳载荷下的承载能力,可以更为准确的解释船体梁在极值海况下的整体破坏现象。船体板和加筋板作为船体结构的基本构件,研究含裂纹损伤船体板和加筋板在低周疲劳载荷下的承载性能,可以为进一步探讨含裂纹损伤船舶总体结构在低周疲劳载荷下的承载性能提供基础,本文主要的研究工作如下:(1)系统归纳了船舶结构极限强度的研究方法,综述了船舶结构累积塑性破坏和低周疲劳载荷下含裂纹损伤的船体结构极限承载力的研究进展,并阐明了开展低周疲劳载荷下含裂纹损伤船舶结构极限承载力研究的重要性。(2)对船体结构特点、裂纹分类及必要假定、低周疲劳载荷施加方式作了详尽介绍。系统地介绍了含裂纹的板和加筋板一次性崩溃下极限强度的简化公式。并验证本文数值模拟计算方法的可靠性,为后续低周疲劳载荷下含裂纹损伤的船舶结构的极限承载力研究奠定理论和数值计算的基础。(3)开展含裂纹损伤的船体板在考虑累积塑性变形以及裂纹扩展情况下的承载力研究。采用非线性有限元法中的生死单元法来模拟裂纹扩展以便探讨裂纹扩展对于船体板极限承载力的影响。参数化地研究裂纹分布、板厚和低周疲劳载荷水平对于船体板承载力、裂纹扩展速率和裂纹长度的影响。并对比由初始小裂纹扩展至一定长度的裂纹和直接预制相同长度的裂纹的裂纹板的剩余极限强度。(4)开展含裂纹损伤的船舶加筋板在考虑累积塑性变形以及裂纹扩展情况下的承载力。采用生死单元法来模拟裂纹扩展,并探讨裂纹扩展对船舶加筋板承载力的影响。参数化研究裂纹分布、带板板厚、加强筋尺寸以及低周疲劳载荷水平等因素对加筋板承载力及裂纹扩展行为的影响。并对比由初始小裂纹扩展至一定长度的裂纹和直接预制相同长度的裂纹的含裂纹加筋板的剩余极限强度。