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。