具有缺陷板的船體極限強度可靠性分析.pdf

1、船體結構在建造和使用過程中很可能產生結構性缺陷(如初始變形、凹陷、開孔、裂紋等)，由于設計和使用的需要，有些船板需要開孔，這些因素導致船體結構可靠性降低，而其中的某些缺陷可能產生危險的后果，導致事故發(fā)生。因此，從安全的角度考慮，如何精確地估算船體結構的實際承載能力以及產生缺陷后的極限剩余強度，并更科學、更合理地進行船舶結構設計和計算，已成為當今船舶力學界研究的一個熱點課題。本文圍繞這些問題開展的具體工作如下： 1．結合板的非線性

2、控制方程和有限元計算結果，討論了具有初始缺陷(初始變形和焊接應力)、凹陷缺陷、開孔缺陷、裂紋缺陷板格的極限強度公式。給出了以完整結構極限強度和缺陷為參數(shù)的板格極限強度公式，從而便于建立具有缺陷結構的安全余量，為具有缺陷結構的可靠性分析提供理論基礎。 2．給出了結構可靠性敏度分析方法，分析了各種缺陷因素(初始缺陷、凹陷、開孔、裂紋)對板格極限強度可靠性指標的影響。分析表明：(1)對于具有初始缺陷的板格，無論板格柔度如何，都應嚴禁使

3、用具有嚴重初始變形的板格，嚴格控制使用具有一般初始變形的板格，盡量減少使用具有輕微初始變形的板格。在板格柔度較小時，盡量減小焊接殘余應力，在板格柔度相對較大時，應嚴格控制焊接殘余應力；(2)對于具有凹陷的板格，要嚴格控制凹陷直徑的大小，合理控制凹陷的深度；(3)對于具有開孔的板格，應盡量開圓孔，減小開孔尺寸，以保證板格具有足夠的安全裕度；(4)對于具有初始裂紋的板格，無論載荷和裂紋的形式如何都應嚴格控制裂紋尺寸。 3．結合具有缺

4、陷板格的極限強度公式，給出了具有缺陷的板元減縮剛陣和反向節(jié)點力的顯性表達式，為結構系統(tǒng)在失效過程中的力學分析提供參考，使殘余結構的力學分析更加符合工程實際。 4．建立隨機船舶結構可靠性分析的一般模型，將結構力學計算的基本變量，如位移、彈性模量、單元的幾何參數(shù)等直接放到安全余量中，使安全余量的數(shù)學模型更貼近原始狀態(tài)(不是簡單寫成抗力和內力的關系，如Z=R(抗力)—S(內力))，給出了用基本變量顯示的表達式，提高結構系統(tǒng)可靠性的計算