周炳焕[1]2000年在《受损船体剩余极限强度分析与可靠性评估》文中研究指明航行于海面上的船舶，当遭受意外事故（如搁浅、碰撞或受到攻击等）会造成船体破损。这种损伤不仅会严重削弱结构的承载能力，甚至导致船舶整体崩溃而沉没；还可能发生货物泄露污染海洋。为有效地进行救援工作和防止海水污染，研究船体损伤后的剩余极限强度，避免船体发生毁灭性的崩溃，减少的财产损失或人员伤亡，是很必要，也很必需的。 受损船体的结构研究，开始于二十世纪中叶，人们对发生多起海难事故引起的关注。人们习惯于对完整船体的极限强度的研究，发展了一些简化的解析公式，用作当前设计准则。并假设船体梁破坏的情况，对原有的公式作了进一步的修改。这些准则的应用，可能产生保守的结果或低估船舶的安全性能。这就需要发展新的方法，用于工程实际，以便更好的体现船舶载荷和强度的随机特性，为工程可靠性分析提供背景。 本文正是在这样的前提下进行的。破损后的船体不仅船舶浮态和外载荷分布有显著变化，而且结构承载能力降低了。文中，以船舶不沉性理论为基础，对船体破损后达到新平衡位置的静水载荷，采用了比较精确的方法，并开发了可用于完整或破损船体的对称及不对称的计算软件。然后分析了受损船体的剩余极限强度，并用一阶二次矩方法对受损船体的结构安全性进行了可靠性评估。 依据本文方法，对 61，500吨原油船在完整状态和搁浅状态进行了实船验证，并得到令人满意的结果。本文研究成果对船舶设计和营运部门，做出船舶主体结构风险评估和制定救援计划具有一定的参考价值。
郭昌捷, 唐翰岫, 周炳焕[2]1998年在《受损船体极限强度分析与可靠性评估》文中进行了进一步梳理对预报船舶极限强度的解析公式作局部改进，使其更有效地用于评估或预报现代船舶剩余极限强度。将该方法同MVFOSM相结合，对一艘油船进行了完整船体（新建／老龄）与受损结构（搁浅／碰撞）极限总纵强度分析和可靠性评估及预报；某些结论可作为深入研究剩余强度理论或指导实船结构设计的参考。
李陈峰[3]2009年在《破损舰船剩余强度评估方法研究》文中研究指明剩余强度是舰船结构生命力评估的重要内容,国外的军船规范已将其列入结构强度评估中,并与其它强度校核内容具有同等重要的地位,而国内现在还只是将其作为特殊问题单独考虑,相关规范未对破损舰船的强度校核作出明确规定,因此有必要建立一套适合破损舰船剩余强度评估的方法。本文对破损舰船剩余强度评估的几个基本问题进行了研究,主要工作内容如下：1.结合破损舰船的特点,提出了在船体曲面NURBS表达的基础上确定破损舰船浮态的方法,并提出了基于RANS方程和VOF法的非定常粘性数值方法计算破舱区域的水动力系数并对全船的水动力系数进行修正的方法,进而在三维频域波浪载荷计算方法的基础上,提出了一种考虑破损舰船浮态的倾斜和破舱区域流场粘性效应的破损舰船波浪载荷计算方法。根据破损船遭遇的具体海况,提出了一套有别于完整船长短期分析的破损舰船海上滞留救援期间的波浪载荷预报方法,并对波浪载荷简化公式的建立进行了研究。2.考虑破损舰船有效剖面的非对称性,基于Smith方法,建立了分析破损舰船剩余承载能力的简化逐步破坏方法。文中分析了破口沿船长的概率分布,对破口范围及失效区域的选取进行了定义；应用弹性大挠度理论和刚塑性分析法等建立了具有初始挠度的单元应力-应变关系曲线；基于梁的非对称弯曲理论给出了非对称破损剖面中和轴的确定方法。3.基于非线性有限元法,结合船体破损机理和初始缺陷处理方法,考虑货物载荷、静水压力和水动压力等侧向载荷作用,建立一种计及侧向载荷影响的破损舰船剩余承载能力非线性有限元分析方法。4.基于递增塑性破坏原则,研究了循环载荷作用下单元的平均应力-应变关系,考虑船体梁由于多次极值外载荷导致整体破坏,并参照Smith法的基本流程,建立了一种循环载荷作用下破损舰船剩余承载能力的分析方法,给出了相应的评估思路和处理办法,并与逐步破坏法和低周疲劳进行了比较研究。5.从破损舰船的极限状态和破坏模式的研究入手,考虑剩余承载能力和外载荷的不确定性,结合可靠性分析方法,建立了破损舰船剩余强度的可靠性评估方法,并对破损舰船剩余强度简化评估方法(确定性评估方法)的建立进行了研究。在上述工作的基础上,对某舰的剩余强度进行评估,通过计算可以发现可靠性方法计算破损舰船的失效概率能清晰地反映出舰船在破损情况下的残存能力,可以定量地给出海况、船体破损程度、浪向、航速等参数对残存能力的影响,是值得深入研究的方法。确定性方法计算简便,但是安全系数的选取需要通过大量的理论计算和试验及实船资料的分析才能确定。
翁健盛[4]2007年在《船舶破损后载荷和剩余强度分析研究》文中研究说明近年来,基于结构极限强度的极限状态设计法在结构工程领域中得到了快速的发展。在船舶工程中,用基于极限承载能力(总纵极限弯矩)的设计方法来取代传统的基于线弹性应力水平(始曲弯矩)的设计方法也成为一种趋势。目前船体极限强度计算方法的研究己成为船舶结构强度计算和设计方法研究中的一个热点。可以说直到近几年前,船舶极限强度的计算和评估主要是作为研究目的,而现在己开始为世界海事组织和大多数主要船级社作为一项要求而提出。另外船舶在营运中可能发生搁浅、碰撞等海难事故。为避免船舶在海难后造成更大的损失,如沉船事故;或对环境造成进一步的、更大的污染,这就需要对破损船舶剩余强度充分了解并进行评估,以便正确地采取相应的技术措施来实施救援和拖航。由于船体破损属于非常状态,因此应以船体剩余强度来评估其安全性。本文主要研究了破损船体的载荷和剩余强度问题。首先对船舶在建造营运过程中可能存在的结构损伤进行了分类,基于船舶线性不沉性理论的基础上,确定了船体在舱室破损后的浮态,进而确定了船体破损后外载荷。然后阐述船体结构的基本单元—加强筋单元的崩溃,总纵极限弯矩计算中的船体梁弯矩和曲率的关系以及有限元计算中要运用的迭代控制方法—弧长控制法,运用大型有限元软件ABAQUS对油船的一个油舱舱段进行了极限弯矩的求解。最后根据计算的破损载荷和舱段的极限承载能力,运用了相关剩余强度指标,对油船破损后的剩余强度进行了评估。
杨平, 刘俊梅[5]2006年在《破损船体剩余极限强度的评估与分析》文中指出考虑船体发生碰撞和搁浅破损后,其剩余有效剖面是非对称的、船体还可能发生不同程度倾斜的实际情况,采用逐步破坏分析方法计算破损船体在不同倾斜情况下的剩余极限强度,避免了已有研究中按直接法计算时,对破损船体仍按正浮时的应力分布假定的问题.计算了多种船型在各种不同的破损情况下破损船体的剩余极限强度,给出了一条实船的计算实例及结果分析.
杨平[6]2005年在《船体结构极限强度及破损剩余强度的研究》文中研究表明船体结构的极限承载能力是反映船舶结构安全可靠的重要指标,历来受到船舶工程界的广泛关注和重视。然而,由于船舶类型的多样性、船体结构的复杂性,以及涉及到材料的和几何的强非线性因素,同时还必须考虑许多的影响因素等,使得船体极限强度计算这一力学问题变得十分复杂。虽然经过多年的研究和发展,对求得理论上更加成熟、使用上较为简便、具有较高精度的船体极限强度分析方法和计算程序仍然在继续。 另一方面,船舶在营运中可能发生搁浅、碰撞等海难事故。为避免船舶在海难后造成更大的损失,如沉船事故:或对环境造成进一步的、更大的污染,这就需要对破损船舶剩余强度充分了解并进行评估,以便正确地采取相应的技术措施来实施救援和拖航。由于船体破损属于非常状态,因此应以船体剩余强度来评估其安全性。对破损船舶剩余强度的计算方法和评估,近年来才开始有一些工作,还不十分完善。 论文研究工作的主要内容和成果如下:1. 首次提出计及轴力影响时船体梁极限强度的计算方法。基于塑性理论考虑 受压结构单元崩溃破坏时轴力对受压单元塑性弯矩的影响,推得了受压结构 单元的轴力与弯矩的耦合方程,修正了加筋板单元极限强度计算的Rahman 方法,并成功地应用于船体梁极限强度的计算。2. 首次采用渐进崩溃法对不同倾斜状态下的破损船舶剩余强度进行了计算, 解决了破损船舶非对称弯曲的渐进崩溃的剩余强度计算问题,从而避免了目 前按直接法计算时不合理地采用船舶正浮状态下的应力分布形式的问题。3. 采用符合船舶实际情况的弹性转动约束边界条件,推得了计算船体板架的 几种不同的计算方法。其中,板梁组合计算方法能适应同一方向上骨材尺寸 不同、骨材布置稀疏或不均匀设置时的板架。所构造的多项式挠曲试函数, 尤其是B-样条挠曲试函数能很好地适应不对称弹性转动约束的边界条件。 所提出的边界约束有效性的评估方法可以方便地用于实际船体板架结构的 设计和计算。4. 首次对一条内河重载船舶进行了船体梁极限强度试验模型的相似理论分
郭昌捷, 周炳焕[7]2001年在《受损船体剩余强度研究与风险分析及综合安全评估》文中指出重点介绍了受损船体剩余强度评估与预报(包括确定船舶危险破损状态,研究船舶破损进程中结构能力和载荷效应变化规律,建立破损结构响应和极限强度分析计算模式以及可靠性评估的动态模型,改进船舶极限承载能力计算方法),并介绍了老龄船舶剩余强度变化规律、评估指标及预报有效寿命期的方法。指出其延伸研究成果可为海事界制订风险规范、建立现代设计体系以及实施船舶综合安全评估提供理论基础和背景条件。
李国强[8]2006年在《不完整结构可靠性分析在船舶工程中的应用》文中认为在通常的结构分析和设计中，我们经常忽略各种实际工作对结构可靠性可能产生的影响，而一切实际结构在建造、安装和使用过程中，制造的初始误差和偶然的事故都不可避免的引起诸如残余应力、几何变形等各类初始缺陷，使结构成为不完整结构。本文中将结合船体在破损前和破损后不同的极限弯矩、静水弯矩、波浪弯矩分别算出完整和不完整船体结构的失效概率。由此我们可以看到对破损结构进行可靠性评估的重要性。受损船体的结构研究，开始于二十世纪中叶。过去人们习惯于对完整船体的极限强度的研究，发展了一些简化的解析公式，用作当前设计准则。这些准则的应用，可能产生保守的结果或低估船舶的安全性能。这就需要发展新的方法，用于工程实际，以便更好的体现船舶载荷和强度的随机特性，为工程可靠性分析提供背景。本文正是在这样的前提下进行的。文中，以船舶不沉性理论为基础，对船体破损后达到新平衡位置的静水载荷，采用了比较精确的方法。然后分析了受损船体的剩余极限强度，并用一阶二次矩方法对受损船体的结构安全性进行了可靠性评估。
黄迎春[9]2008年在《散货船完整极限强度及破损剩余强度的研究》文中研究指明船体结构的极限承载能力是反映船舶结构安全可靠的重要指标,历来受到船舶工程界的广泛关注和重视。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,而要了解船体梁的实际强度储备就必须对船体梁的极限强度有一个正确的分析和评估。另一方面,船舶在航运过程中可能面临着搁浅、碰撞等海难事故。在船舶发生碰撞和搁浅事故后,船体的总体强度和局部强度受到了很大的削弱,因此在救援、拖航中,可能因为船体剩余强度不够而发生进一步的破坏。为了进行救援和防止海洋污染,船体应保持足够水平的剩余强度。由于船体破损属于非常状态,因此应以船体剩余强度来评估其安全性。对破损船体剩余极限强度的计算方法和评估,近年来才开始有一些工作,因此还不十分完善。本文基于IACS的共同规范(JBP),针对散货船结构,采用逐步破坏法计算船体完整极限强度和破损剩余极限强度,同时编制计算程序。通过剩余强度指标及参数的敏感度分析来反映船舶碰撞和搁浅不同位置、范围以及横倾角度对剩余极限强度的影响。逐步破坏法首先将船体截面离散成不同的加筋板单元,根据实际受力情况,将单元分成受拉区和受压区。受拉区单元由理想弹塑性理论得到其应力-应变关系曲线;受压区单元又分成一般单元和硬角单元。假定一个初始曲率,根据各个单元对瞬时中和轴弯矩的贡献,累加得到相对于这个曲率的总弯矩,然后判断弯矩是否达到极值,如未达到,则增加曲率,重复上述过程,直到弯矩为极值为止。本文将多种结构模型以及不同类型实船完整极限强度的计算结果,与来自国际船舶钢结构委员会著名学者的计算结果进行比较,可以证明所应用的理论方法是先进、正确的,所研制的计算程序简单、可靠。本文针对破损船体在不同破损情况下的剩余极限强度,得出了有应用价值或指导意义的计算结果和结论。对船舶安全性和规范、法规的指定,以及船在碰撞和搁浅后救援、拖航中剩余强度的评估,具有参考价值。
张婧, 施兴华[10]2010年在《水下爆炸作用下舰船的剩余强度及可靠性评估》文中进行了进一步梳理针对水下爆炸作用下的破损舰船结构,提出了一个基于船体剩余强度的可靠性分析模型。应用逐步崩溃原理,对船体的剩余强度进行研究。基于船体结构剩余强度的失效模式,建立爆炸作用下船体结构的可靠性分析模型,并采用重要抽样法对其进行计算。运用Fortran语言编制了基于剩余强度的破损船体结构可靠性的完整分析程序,通过算例对不同破口位置和横倾角的剩余强度及可靠性进行计算。结果表明舰船中垂时的失效概率比中拱时大;舰船底部破损是最危险的,此时可靠性较低;且横倾角对破损舰船的剩余强度影响较大。
参考文献：
[1]. 受损船体剩余极限强度分析与可靠性评估[D]. 周炳焕. 大连理工大学. 2000
[2]. 受损船体极限强度分析与可靠性评估[J]. 郭昌捷, 唐翰岫, 周炳焕. 中国造船. 1998
[3]. 破损舰船剩余强度评估方法研究[D]. 李陈峰. 哈尔滨工程大学. 2009
[4]. 船舶破损后载荷和剩余强度分析研究[D]. 翁健盛. 上海交通大学. 2007
[5]. 破损船体剩余极限强度的评估与分析[J]. 杨平, 刘俊梅. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2006
[6]. 船体结构极限强度及破损剩余强度的研究[D]. 杨平. 武汉理工大学. 2005
[7]. 受损船体剩余强度研究与风险分析及综合安全评估[J]. 郭昌捷, 周炳焕. 中国科学基金. 2001
[8]. 不完整结构可靠性分析在船舶工程中的应用[D]. 李国强. 哈尔滨工程大学. 2006
[9]. 散货船完整极限强度及破损剩余强度的研究[D]. 黄迎春. 武汉理工大学. 2008
[10]. 水下爆炸作用下舰船的剩余强度及可靠性评估[J]. 张婧, 施兴华. 中国造船. 2010