【摘 要】
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船舶向高速化和轻型化发展的过程中,高强度钢被普遍采用,导致结构的刚度降低,稳定性下降。因船舶结构稳定性丧失导致的海损事故越来越多,新的船舶强度标准中规定大量的结构必须进
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船舶向高速化和轻型化发展的过程中,高强度钢被普遍采用,导致结构的刚度降低,稳定性下降。因船舶结构稳定性丧失导致的海损事故越来越多,新的船舶强度标准中规定大量的结构必须进行屈曲评估。船舶在海上航行时,受到的环境载荷本质上是动载荷,因此研究船舶结构在静载下的屈曲和动载下的动力稳定性问题有非常重要的现实意义。 本文研究了船舶各大船级社相关标准和协调共同结构规范中针对屈曲强度的评估方法和评估标准,比较了不同规范关于屈曲要求的异同性,详细介绍了主要强力构件(纵桁、纵骨和板)的屈曲评估步骤,并根据船体屈曲失效的主要原因从改进设计、建造质量和腐蚀控制三个方面给出了屈曲失效的具体控制方法。 本文以船舶与海洋结构物中典型的杆系结构和加筋板结构为研究对象,根据有限元分析相关理论,通过采用Fortran高级编程语言编制相应的有限元程序对结构进行模态、静力稳定性和动力稳定性分析,讨论结构参数对弹性范围内的欧拉屈曲载荷的影响及周期载荷作用下的动力稳定性的影响。基于Timoshenko梁理论和Mindlin板理论,分别推导了无剪切闭锁现象的Timoshenko梁单元和用以模拟平壳单元的四边形四结点板加膜单元有限元列式,建立了结构静、动力稳定性问题分析的有限元模型。具体分析了横梁、纵骨和肋骨的尺寸及其数目对杆系结构动力稳定性的影响,并与其静力稳定性进行了对比,详细讨论了加强筋的截面参数和加筋方式对加筋板结构动力稳定性的影响。针对算例分析给出改善结构稳定性的建议,为船舶结构稳定性问题的改善进行了有益的探索。
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