4。2。2  非线性的考虑 44

4。2。3  单元的划分 45

4。2。4  施加载荷 45

4。2。5  计算结果 46

4。3  本章小结 51

第五章 本文的总结与展望 52

5。1  本文主要研究内容与总结 52

5。2  进一步的研究工作展望 52

致谢 54

参考文献 55

第一章 绪论

1。1 课题研究背景与意义

1。1。1 课题研究背景

在当今经济全球化的大背景下，对于油船的设计，向着经济化、绿色化的方向发 展。由于油船运价在最近几年的下滑趋势很明显，所以市场很不景气。油船是装载石 油产品的液体货船，而石油遇到明火很容易产生爆炸，所以油船对防火防爆的要求特 别高，因此在油船的设计过程中，我们需要把油船的安全性放在首要位置。石油被分 装在各个油密的货舱内，主要依靠油泵和输油管进行装卸。论文网

在我们当代船体结构设计的研究范围中，油船船体结构强度，特别是极限强度对 油船安全及结构设计的重要性格外重要。IACS 共同规范[5]是为保护海洋环境而制定 的 IACS 内部统一的油轮和散货船建造标准，目的在与造出更安全、牢固的新船。这 是 IACS 历史上第一次在全球范围内设立统一的船舶建造标准。IACS 规范将油船和 散货船的总纵强度、局部强度单独放在了一章中，可见该规范对于船舶的船体梁极限 强度的高度重视。所以，船体梁的极限状态分析越来越受到人们的重视，这是由于完 善的结构设计总是与船体梁的真实强度储备紧密地关联。若是想要认识船体梁的实际 的强度储备，我们得须要对船体梁的极限强度有一个准确的分析和评估。

如果想要对整艘船体结构进行有限元分析，在此同时考虑到几何和材料的非线性 因素，毫无疑问可以得到该船体的极限强度值，但这却得耗费大量的人力财力；纵然 是对于船体截面的重要构件—加筋板，要想要认识其极限状态及其崩溃前后的行为也 并非是很容易的事情，因此我们需要思考出一种简化方法来计算船体梁的极限强度。

综上所述，研究油船的船体梁在中垂或中拱状态下的极限强度是极度有必要的， 本文便是基于此问题进行思考。

1。1。2 课题研究意义

对于船体结构，当今世界上船舶的发展趋势是向着轻型化、大型化、高速化和 多样化发展。通常，我们假定船体是由加筋板构成的细长体箱形梁结构，它承受着 来自自身重量、货物重量和海浪浮力共同作用下引起的剪力和弯矩[3]。计算船体结 构强度的目的就是研究船体结构受到在荷载作用下变形的规律和抵御这种破坏的能

力。

船体梁是由加筋板构成的箱形薄壁梁，组成比较复杂，十分具有代表性，本文将 以油船船体梁作为研究讨论的主要对象。随着结构分析和设计技术的不停发展，现在 对于船体结构设计和原料的使用都越发合理，船体结构在受到外界环境的作用下所产 生的极限强度问题日益突出，研究该船受到极端载荷作用下的力学行为，便成为最近 国际上船舶力学领域的一个热门研究课题。船舶设计工作者通过多年的研究，取得了 许多显著的成就，思考出了许多计算船体梁极限强度的计算方法，其中最具代表性的 应该是逐步破坏法和直接计算法。但是，这两种方法需要手算，如果我们每次用手算， 势必将非常麻烦，而非线性有限元分析方法却方便快捷，精度更高。文献综述