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基于船舶与海洋工程结构极限强度的研究[摘要]船舶在结构研发、生产以及运用的大量环节里面为了确保它能够具备比较好的安全系数与时间更多的运用需要对船舶的结构强实施准确无误的评价。伴随造船领域与钢铁领域科学不断发展船舶的生产更多的运用了强度比较高的材料在很大程度上增强了结构自身的平稳性。本文对其进行了具体的研究。[关键词]船舶；海洋工程；极限强度中图分类号：U66-4文献标识码：A文章编号：1009-914X（2017）09-0178-01引言在船舶研发的环节里面针对船舶自身结构的安全性能的评价需要做到安全的充分考虑到船舶发生搁浅的时候船舶的极限强度对于船舶能够所承受的撞击给出方便在研发过程中所运用的解析计算预报程序。一、结构极限的具体状态船舶和海洋工程总体框架的极限状态表现最突出的案例就是总体结构的破坏结构崩溃其实就是总体刚度与承载性能的缺失。在船舶和海洋工程结构里面大量的部件需要承担非常大的弯矩伴随外力的逐渐增加一些部件或许会因为屈服或者是屈曲出现损伤如此接连不断的损伤就会导致总体弹性弯曲刚度的降低。但是这个斜率不会在一瞬间减到零由于剖面里面的部分组件也能够继续承受外来载荷涵盖损伤组件转接过去的压力与损伤组件需要承受的压力。伴随损伤的逐渐增加它的曲率在很短的时间内有较多的提升最后就会出现崩溃将部件的几何与材料非线性所产生的影响完全的考虑进去。经过运用部分的载荷增量将已有的结构模型进行改善并且考虑到组件的损伤状况就能够获得结构具体的极限强度值。二、极限强度的设计准则满足CSR规范要求的船舶其船体梁极限强度的设计准则为：γSMS+γWMW≤Mu/γR式中：MS―进水弯矩；MW―波浪弯矩；Mu―船体梁极限弯矩；γS―进水弯矩安全因子系数；γW―波浪弯矩安全因子系数；γR―安全因子系数。分项安全因子如表1所示。三、船舶与海洋工程结构梁极限强度逐步破坏计算方法船舶与海洋工程结构抵抗纵向弯曲的能力即为船舶与海洋工程结构总纵强度它是船舶与海洋工程结构结构具有的最基本的强度。随着对船舶与海洋工程结构破坏机理不断深入的研究和认识总纵强度的概念已经有了很大的变化和发展船舶与海洋工程结构梁的极限弯矩定义为弯矩曲率曲线的极值。经过近几十年来对船舶与海洋工程结构结构整体力学行为和极限强度的理论与实验研究取得了许多研究成果发展了多种计算船舶与海洋工程结构总纵极限强度的数学模型其中较具代表性的是逐步破坏分析方法。3.1计算流程在逐步破坏分析方法中船舶与海洋工程结构梁的极限弯矩定义为弯矩曲率曲线的极值弯矩曲率曲线通过增量迭代方法得到。目前已有的各种逐步破坏分析方法包括结构共同规范中的增量迭代方法其基本原理和计算流程基本相似结构共同规范给出了一个基于增量迭代法的船舶与海洋工程结构梁极限强度计算流程。（1）将船舶与海洋工程结构梁横剖面离散成结构单元即纵向加筋板格（每个单元一根纵骨）硬角单元及横向加筋板格导出所有单元的应力应变曲线（又称载荷端缩曲线）。（2）导出期望的最大要求曲率。（3）每一计算步的曲率增量。（4）对增量步计算由曲率引起的船舶与海洋工程结构梁上的弯矩。作用在船舶与海洋工程结构梁上的曲率对应船舶与海洋工程结构梁横剖面绕其中和轴的转动这引起剖面上第个纵向构件单元的轴向应变ε。在中垂状态下中和轴以下的构件受拉而中和轴以上的构件受压。（5）对船舶与海洋工程结构梁横剖面上的第个结构单元由轴向应变εκ引起的轴向应力σ从单元的应力应变曲线得到该曲线考虑了构件在弹塑性阶段的非线性行为对各单元对应于应变的应力应取各种适用于该单元的应力应变曲线中的最小值。计算结构单元上的反力。（6）各单元上的力由其截面积乘以其应力得到这些力相加得到整个船舶与海洋工程结构梁剖面上的总轴向力Σσ。应注意单元面积为其总净面积。由于构件的非线性引起中和轴的移动船舶与海洋工程结构梁横剖面上的总轴向力可能不为零。因此需要调整中和轴的位置重新计算单元的应变、应力以及剖面上的总轴向力并反复叠代至总轴向力为零。注意单元受压时σ为正而单元受拉时为负当中和轴的变化小于时即认为已达到平衡。（7）一旦确定新中和轴的位置结构单元的应力分布就可以得到。将各单元对弯矩的贡献相加即得到由曲率引起的剖面弯矩Σσ。（8）按Δ增加曲率用当前中和轴作为下一步计算的初始值并重复步骤到直至达到最大要求曲率。极限强度为κ曲线的极值。如该曲线的极值没有出现则增加最终曲率至极值出现为止。3.2结构单元船舶与海洋工程结构梁剖面极限强度的计算针对两个相邻横框架之间的