在评估船体梁结构承载能力过程中,考虑结构变形与流体载荷之间相互作用能够更准确分析后极限强度过程行为,同时能更准确得到结构与波浪所组成系统达到稳态时对应塑性变形,即结构损伤程度。这种考虑到结构和流体相互耦合效应,分析结构所产生的弹性变形和塑性变形的方法称为水弹塑性方法。由于水弹塑性方法目前的试验模型为简单箱型梁模型,与实际船体有一定差距,且载荷为单一波,因此在本文中对复杂船体结构进行分析,考虑不同波高、频率的波浪载荷,分析其后极限强度范围内弯矩承载能力的变化,并对弯矩与相应情况下船体梁变形之间关系进行了研究,以合理的方式通过与承载能力和极端载荷有关的参数来阐明船体梁崩溃严重程度,并对船体梁载荷作用下响应过程进行了模拟,得到船体梁结构达到极限强度后发生崩溃的形式以及塑性变形的时历曲线,以期获得传体谅结构在静态、动态载荷作用下发生崩溃以及最终破坏程度的区别,模拟船体梁结构破坏模式,得到弯矩、转角时历曲线。为了进一步验证理论的合理性,本文进行了实船结构模型计算分析,并完成机理试验方案设计。主要研究内容如下:(1)采用解析方法对船体梁结构在极限载荷作用下发生崩溃行为过程建立力学模型,对结构弹性、塑性变形过程中破坏程度随时间变化进行求解。假设在崩溃过程中船体中部形成塑性铰,整个船体梁结构可视为由两个刚体结构和一个塑性铰结构组成的系统,模型中部塑性铰部分采用非线性转动弹簧模式。该转动弹簧反应出的弯矩和转角间的非线性关系能够代表船体梁结构发生崩溃时的行为。文中进一步针对求解过程中波浪及结构参数进行探讨分析。(2)对模型进行静载荷与动载荷的加载,分别对结构在中拱、中垂情况下应力响应以及弯矩、转角时历关系进行了说明,并将中拱、中垂的响应情况进行对比分析。在动载荷加载过程中对动载作用下船体梁结构破坏规律进一步归纳总结,分析动载与静载作用下船体梁结构所表现出弯矩、转角响应关系的区别。对动载荷的加载采用改变弯矩幅值、改变加载频率两种方式进行比较分析,对影响结构响应因素规律进行验证说明。(3)为了进一步验证水弹塑性方法的合理性,对船体梁结构在波浪作用下的崩溃行为进行机理试验方案的设计。文中针对船体梁水弹塑性理论设计缩比模型,中部梁结构满足产生变化规律要求,符合理论分析所需得到船体梁结构响应变化模式,且崩溃模型与实际船体结构响应模式保持一致。对所设计模型进行计算分析与验证,比较分析不同梁模型方案,确认中部梁模型设计的可行性,完成机理试验方案设计。