含裂紋損傷FPSO結(jié)構(gòu)的剩余極限強(qiáng)度研究.pdf

1、船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)在服役期間發(fā)生的災(zāi)難性斷裂事故不僅嚴(yán)重危害了工作人員的人身安全，而且會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此海洋工程設(shè)計師開始探求新的船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)設(shè)計思想，正確評估其結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度，尤其是具有裂紋缺陷影響的鋼結(jié)構(gòu)剩余極限強(qiáng)度的研究引起了船舶及海洋工程領(lǐng)域?qū)W者的極大興趣。
　　本文針對含裂紋加筋板在壓縮載荷下的剩余極限強(qiáng)度、屈曲模式及裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子做了系統(tǒng)的分析總結(jié)，綜合考察了不同裂紋參數(shù)，載荷參數(shù)以及初始變形缺陷對加筋板

2、剩余壓縮極限強(qiáng)度的影響，并在此基礎(chǔ)上對含裂紋 FPSO復(fù)雜結(jié)構(gòu)的剩余極限強(qiáng)度進(jìn)行了初步探討。具體研究內(nèi)容如下：
　?。?）采用試驗法對含裂紋損傷加筋板的壓縮剩余極限強(qiáng)度進(jìn)行研究。設(shè)計六種典型的穿透裂紋損傷加筋板，對試件進(jìn)行軸向壓縮試驗。通過改變模型裂紋尺寸、位置及傾角參數(shù)，觀測試驗數(shù)據(jù)，探討了不同裂紋參數(shù)影響下的加筋板破壞特點和對剩余極限強(qiáng)度影響。試驗結(jié)果表明，不同的裂紋長度以及裂紋位置改變加筋板結(jié)構(gòu)承載力的分布，影響結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變

3、場，進(jìn)而改變其失效崩潰模式；初始缺陷對結(jié)構(gòu)的剩余極限強(qiáng)度的影響也不容忽視。
　?。?）探討一種數(shù)值與試驗相結(jié)合的受裂紋損傷加筋板結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度研究方法。采用非線性有限元分析法，考慮初始變形缺陷下對受軸向壓縮載荷的含穿透裂紋加筋板的極限強(qiáng)度進(jìn)行分析，分別探討存在初始變形缺陷，裂紋位置、長度不同時加筋板結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布特性及屈曲變形模式，并與試驗結(jié)果進(jìn)行對比分析，結(jié)果較為吻合。并計算裂紋加筋板裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子，使用K判據(jù)判斷裂紋是否擴(kuò)展

4、，探討加載過程中裂紋尖端的應(yīng)力場的變化。
　　（3）為研究含裂紋損傷加筋板剩余極限強(qiáng)度的邊界影響，以單條筋雙跨加筋板和三條筋雙跨加筋板為研究對象，采用非線性有限元法開展其極限強(qiáng)度分析。考慮結(jié)構(gòu)的初始變形缺陷，對比分析承受軸向壓縮、同時承受軸向壓縮和側(cè)向壓力聯(lián)合作用時加筋板的剩余極限強(qiáng)度，給出不同裂紋位置和裂紋長度加筋板剩余承載力的變化規(guī)律。結(jié)果表明，單條加筋板的剩余極限強(qiáng)度偏小，三條加筋模型的計算結(jié)果更接近于真實情況，邊界對于含裂