第二章    基本原理概述 

2。1 基本的有限元理论 

2。1。1 极限载荷 

构件用于实际工程时,一般不会达到材料的极限强度。考虑初始变形、焊接残余 应力和材料的非线性后,实际的结构在未达到临界载荷时就会丧失承载力,产生非线 性的屈曲破坏。考虑材料的非线性、初始变形和焊接残余应力后,结构丧失承载力前 能承受的最大的载荷,称之为极限载荷[19]。

2。1。2 非线性有限元分析法 

真实的板材和加筋板中难免存在初始变形、焊接残余应力,加上材料本身的结构 非线性,用线性分析的方法不能准确预测真实的极限强度。而非线性有限元分析较准 确的预测了真实的极限强度。非线性有限元分析所得的极限强度小于线性分析的结 果。分析时,采用逐步破坏法,逐渐增加载荷直至结构破坏,找出极值点,发散时即 得极限载荷。

2。2 ANSYS 软件数值仿真 

2。2。1 ANSYS 软件介绍 

有限元仿真的软件有很多,本文采用 ANSYS 软件,下面介绍下 ANSYS 软件。 ANSYS 软件常用于结构、流体、电磁场的分析,是一款通用的有限元分析软件。在 造船、核工业、石油、化工、土木工程、铁道、航空航天、汽车交通等领域应用广泛。 ANSYS 界面友善,操作简单,是当下应用最广的有限元分析软件之一。目前,国内 多所高校采用 ANSYS 软件进行教学和科学研究。

软件包括三大部分:前处理模块、分析计算模块和后处理模块。 前处理模块用来建立各种模型并划分网格,可供研究人员建立所需的有限元模

型。分析计算模块功能巨大,可用于结构分析,包括线性分析,非线性分析和高度的 非线性分析,还可以用于流体分析、电磁场分析和其它物理场的分析,还可用来分析 敏感度。

后处理模块以曲线、图表的形式显示分析计算的结果。文献综述

2。2。2 研究步骤 

建立加筋板的几何模型 建立加筋板的有限元模型 加边界条件 逐步加载并 计算 得出等效应力云图 画出应力—应变无量纲曲线 比较各模型的应力云图及 应力-应变无量纲曲线 得出结论。

2。3 本章小结     

本章介绍了有限元理论,为下文的研究提供了理论基础,阐述了研究思路的可行 性。介绍了软件及数值仿真的思路:用 ANSYS 软件建立含有点蚀坑的加筋板的有限 元模型,加载计算结果,然后分析比较各各模型的极限强度。

第三章  含有点蚀坑的加筋板极限强度的试验研究 

3。1 概述 

加筋板是船舶上传递受力的基本构件,由于受到波浪总纵弯曲和静水总纵弯曲, 船舶会发生中拱和中垂,船底板及上甲板离中和轴位置最远,此处加筋板可能最先达 到极限强度,部分加筋板的失效不会立刻导致船体结构的破坏,但随着失效的加筋板 数量的增多,船体结构逐渐遭到破坏,最终失稳。因此,为保证船体的结构强度满足 要求,首先要准确估算含腐蚀损伤的加筋板的极限强度。计算极限强度的传统的理论 方法未考虑材料非线性、初始缺陷等因素,其计算结果往往偏高,不能反应真实的情 况,为此,本章采用试验的方法实测含点蚀坑的加筋板的极限强度。

由于试验的方法太过繁琐复杂,本章仅研究点蚀坑直径为60毫米的加筋板的极限 强度。来~自,优^尔-论;文*网www.youerw.com +QQ752018766-

本章研究内容如下,首先通过材料拉伸试验测得钢材的屈服强度,然后校核结构 试验加载承台的底座强度,接着研究点蚀坑直径为60毫米的加筋板剩余极限强度。

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