破损船体的剩余承载能力是船舶生命力评估的一个重要指标,剩余强度也是船舶碰撞和搁浅研究的一个重要内容,因此计算破损船体的剩余极限承载能力和合理的对破损船体进行剩余强度评估是非常有必要的。本文采用直接法,推导了计算完整和破损船体的极限强度的理论公式,并通过一些算例进行计算比较、分析,得出一些有意义的结论,最后对破损船体进行了剩余强度评估和敏感度分析。具体内容如下:1、首先详细叙述了船体极限强度和碰撞搁浅等方面有关研究工作的历史、进展和现状,从理论分析、数值计算以及模型试验各个方面进行了综合的评述。2、在理论分析的基础上,对完整船体的极限强度进行了公式推导,给出了直接法计算船体的始屈弯矩、塑性弯矩、中拱和中垂情况下的全塑性—全屈曲极限弯矩和弹塑性极限弯矩的理论公式。3、在完整船体理论公式的基础上,进行了碰撞及搁浅情况下破损船体的中拱中垂时的极限强度分析,并给出了始屈弯矩、塑性弯矩、全塑性—全屈曲极限弯矩和弹塑性极限弯矩的理论公式。4、本文采用弹性,全塑性以及全塑性—全屈曲应力分布和弹塑性应力分布两种模式相结合的分析方法,对完整和破损船体的极限强度计算进行了理论计算。通过4个典型箱梁和4个实船算例对破损船体的结构极限承载力进行了计算与比较。结果表明,本文解析方法与逐步破坏法结果相近,并具有较好精度,可以用来估算完整和破损船体的极限强度,在破损船体剩余强度计算中具有一定的应用价值。5、由于破损船体剖面的倾斜与不对称性,作者通过对弹性中和轴和全塑性中和轴确定方法的研究,得到计算破损船体横剖面中和轴的方法,并给出了始屈弯矩、塑性弯矩的理论公式,以及推导了非正浮非对称的全塑性—全屈曲极限弯矩公式,并通过两个油船实例,对计算结果进行规律性总结。6、最后,在理论分析和计算的基础上,分析了Reckling No.23箱形梁模型,讨论材料屈服应力、板厚、破损范围、破损位置和横倾角度对模型的极限强度的影响,并得到它们相应的敏感度,其次对双壳油船Double Hull VLCC进行了参数分析,主要讨论了破损范围、破损位置和横倾角度对实船剩余极限强度的影响及各参数对极限弯矩的敏感度,并通过计算和分析总结出了一些有意义的结论。通过本文对多种结构模型以及不同类型实船的计算分析结果的比较,可以证明本文所应用的理论方法是正确的,所得的结果是较为精确的。本文针对破损船体在不同情况下的剩余极限强度,得出了有应用价值或指导意义的计算结果和结论。对船舶安全性和规范、法规的制定,以及船舶在碰撞和搁浅后的剩余强度评估,具有重要的参考价值。