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在复杂多变的外载荷作用下,船舶与海洋工程结构物中常常出现腐蚀裂纹等损伤缺陷。这类缺陷的存在,不仅造成船体有效剖面面积的减少,而且导致船体结构丧失完整性和对称性。破损附近的构件失去支撑,极大地削弱了船体承载能力,导致裂纹扩展及船体断裂。船体断裂直接导致灾难性后果的发生,为了保证船舶的安全性及生命力,需要有效评估船体结构在各种典型初始缺陷(裂纹)及复杂外载作用下的极限承载能力和断裂力学特性。因此,本文主要开展了以下几个方面的工作：(1)在分析前人研究成果的基础上,主要讨论了裂纹扩展的理论判据及数值模拟中常用的裂纹扩展方法。以“单元失效应变”为判据,结合MSC.Dytran有限元数值仿真软件采用“单元删除法”,用以分析船体结构在承受外载荷作用下,裂纹的发展轨迹、结构的变形特征及极限承载能力等；(2)以具有初始缺陷(裂纹)的船体结构作为基本研究对象,利用有限元软件MSC.Patran建立有限元模型,研究初始裂纹位于甲板、舷侧等不同位置,各种长度及组合情况下裂纹的发展规律、结构的变形特征、舱段应力应变分布和承载力等特点。特别是在极限载荷之后,通过优化剖面形式,设置纵向箱型梁等止裂结构,改善其承载能力,达到提高断裂性能的效果；(3)针对集装箱船型大开口、双层底及双层舷侧的结构特征,建立简化的集装箱船有限元模型,结合经验在适当位置布置初始裂纹,研究其船体断裂力学特征；并讨论有效控制其断裂的防护措施。