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摘要：随着航运事业的不断发展，我国船舶运行数量也随之提升，这也就造成了海上运输事故发生的频率增大。在实际调查中发现，事故内容对于船舶结构强度所造成的影响极为严重，当前针对船舶与海洋工程结构极限强度的研究力度有待强化，本文主要针对这方面的内容进行探究。
关键词：船舶；海洋工程；结构极限强度；探究分析
船舶与海洋工程结构极限强度的计算工作，存在着较为复杂化的情况，需要建立相应的船体模型，来达到有效的计算目的。在实际调查中发现，针对船体模块所采取的计算方法多为有限元分析手段，但是这种技术在实际应用中存在着一定的局限性，为了进一步巩固极限强度的计算内容，相关工作人员应该结合实际内容，提升研究工作的深入性。
1.船舶结构与极限强度分析
一般的船舶主要是由船体骨架、船舱、甲板、船壳等几个部位所构成，其中，船体骨架主要是由肋骨、龙筋、龙骨、船首柱和船尾柱所构成；船舱主要是甲板以下的用途空间，包括有客舱、货舱以及各类具有专门用途的船舱；甲板位于内底板上部，用来对整个船体的内部空间进行覆盖，按照船体情况，可以将其分为上、中、下三层。
在航行的过程中，船舶很可能会遭受到各种形变、载重问题，像意外搁浅、超负荷载重等情况，都会对船舶运行造成影响。所以在船舶的前期设计工作中，需要考虑到各个方面的因素，切实提升船舶设计的安全性。船舶设计中所采取的方法主要是许用应力设计法，也即是允许的安全系数范围内，通过对甲板弹性应力和许用应力展开对比。但是这种方法在使用上，具有一定的局限，对于船体结构的实际破坏的全过程，难以进行真实反映。例如船舶在遭遇总纵弯曲下的破坏时，船体两端面上的某一零件可能会由于船舶载重能力而出现变化，影响船舶刚度。所以在就船舶与海洋工程结构极限强度进行探究的时候，也可以借助估算的方法来获取相关数据。
2.结构极限状态
结构极限状态上最为明显的一个特征，就是结构出现崩溃问题，丧失其自身的承载能力、总体刚度。结构极限状态属于是一项具有复杂性的非线性变化过程，一些壳体结构的极限强度，可以通过特征值来进行计算，但是在船舶海洋工程中，构件可能会在逐渐上升的弯矩作用下，产生屈服、屈曲的问题，严重时还有可能发生破坏。在这种情况下，其它构件也会对外界的剪力载荷展开更进一步的承受，整个破坏过程并不会使结构的整体弹性刚度削减为零，而是随着外界破坏情况的增加，结构构件的刚性强度也会不断的降低，最终发生崩溃问题。在整个过程中，工作人员可以利用更新结构模型，或者是采取荷载增量等方法，才能对结构极限强度内容展开精准化的分析与计算。
3.逐步破坏分析法
逐步破坏分析法的内容，就是结合船舶与海洋工程主要工作特点，对其结构极限状态进行深入化的分析，得出精准度较高的数据信息。
3.1建立分段模型
在对逐步破坏法进行应用的时候，工作人员应该抱有严谨的工作状态，对体系内容的要求进行精密化的完善。首先，应该根据船舶与海洋工程的各类分项数据，针对船体模展开相应的分析工作。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆每次分析内容都可以在分段崩溃的情况进行下探，所以这也就要求在对船体模型分段进行选择的时候，要保证选择的分段性，避免在不利的情况下进行；其次，执行船体模型的建立与分析工作时，应该对每个分段组成展开详细的了解，像加筋板单元、角单元等内容，要对其作用进行分析。从主观化的角度来说，建立分段模型，能够获取较为准确的结果。
3.2分段基本假定
在传播与海洋工程的结构极限状态下，应用逐步破坏法进行研究分析的时候，进行分段假定工作的重要性不言而喻。首先，可以假定船体断面崩溃，其主要原因就是框架板发生压缩情况所造成的；其次，可以假定框架间的梁—柱崩溃应力，客观上不会超出加筋一侧的临界点里，并且不会超出总船体结构不平衡的应力参数。在这两个客观条件的约束下，工作人员能够对实际情况展开更为深入的研究，避免在船舶与海洋工程施工的过程中，出现不良的工程建设问题。
3.3其它计算分析
对于一些加载类型和结构模型，有限元法的应用也发挥着不错的水平。像引入平板单元、梁单元，以及那些正交各向异性板单元，这样不仅仅能够对结构的静态、丛台载荷情况下的极限状态进行有效的分析，同时还可以对单个结构对整体情况所做出的反应进行监控，将船体在弯矩、扭矩、剪力联合等情况下的响应内容纳入到研究系统之中；还有一种是直接计算法，利用受压构件的承载能力，对结构屈曲所造成的影响进行解释。这种方法对于加筋板单元所承受的压应力、截面应力的分布、载荷的缩短行为等缺乏考虑，所以对于船体结构总纵极限强度的估算，存在着偏高的问题。
4.船舶搁浅结构损伤分析
4.1船舶外底板和纵骨的变形损伤
当船舶出现搁浅事故的时候，外底板纵骨的高度要低于礁石的撞击深度，并且在礁石的冲击下，纵骨所受到的直接作用，会达到完全塑性的情况，这也就导致其在船舶极限强度中不会发生作用。纵骨的失效，在对计算内容进行解析的时候，可以将原本多个纵向加筋板单元，转化为统一的横向板单元。
4.2船底肋板和扶强材的变形损伤
根据极限强度解析方法的内容，工作人员可以假定船舶纵向构件决定了其极限强度，所以不必再对船舶底板肋板，以及肋板上的扶强材损伤变形问题进行过多的考虑，将研究精力，集中到变形过程中的能量耗散。肋板的变形主要有两边、中间部分，礁石会导致肋板中间部分发生直接的变形，而两边部分也会受到一定的冲击，发生变性问题，这些形变量可以利用软件模拟，通过叠加来得出准确数值，而肋板扶强材的变形，也可以通过膜拉伸变形，以及塑性弯曲这两种类型进行耗散。
结语
总而言之，在船舶与海洋工程结构的极限强度研究方面，工作人员应该根据当前研究工作中的不足之处，强化研究力度，将极限强度的运算内容，在船体结构的研究工作中进行合理应用，解决船舶航海运行中出现的各类实际问题，为我国运输事业的发展，做出有效的贡献。
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[3]李恒，郎元荣.船舶与海洋工程结构极限强度分析[J].科技资讯，2015，13（07）：68.
论文作者:边道田,陈石
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第8期
论文发表时间:2018/8/13
标签：船舶论文; 结构论文; 船体论文; 海洋工程论文; 极限论文; 强度论文; 应力论文; 《建筑学研究前沿》2018年第8期论文;