点蚀损伤加筋板失效模式研究

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船体加筋板是易失稳的薄壁组合结构,外界环境对构件的腐蚀进一步增加了发生屈曲的概率,建立准确有效的含腐蚀损伤加筋板的极限强度评估方法具有重要意义。加筋板屈曲存在多种失效模式,不同的失效机制会显著影响加筋板的极限承载能力。为了准确评价极限强度,需要考虑失效模式的影响。本文建立了一种基于失效模式的含腐蚀加筋板极限强度评估方法,主要研究内容如下:(1)在理论分析的基础上,确定了梁柱型屈曲、带板屈曲、筋腹板屈曲及筋侧倾的发生机制、力学性能参数及识别方法。采取控制变量法,综合研究了带板屈曲、筋侧倾、梁柱型屈曲的影响因素和演变规律。(2)根据极限强度变化趋势与应力变形状态,确定了失效模式发生改变的临界点,提出了基于连续性边界的评价策略,用于判别对屈曲破坏起主要作用的失效模式。此外,基于不同失效模式的计算结果,拟合得到了适用性较好的完整加筋板极限强度评估公式。(3)探究了点蚀体积对加筋板极限强度和失效模式的影响,提出适用于不同失效模式的点蚀加筋板极限强度评估公式。编制了含腐蚀船体加筋板屈曲能力评估程序,以便于失效模式的判别和极限强度的计算。基于上述研究工作,得知加筋板失效模式与特定的力学性能参数和腐蚀参数密切相关,在极限承载能力评价时不可忽视。经过对比论证,本文提出的基于失效模式的腐蚀损伤加筋板极限强度评估方法准确可靠,具备一定的参考价值。
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