基于可靠性分析的HCSR规范屈曲强度衡准研究

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由于新型船舶的出现以及船舶向大型化发展,关于船舶强度问题的研究相应地取得了很大进展,船舶强度衡准的选取也应做相应的变化。不仅船舶在不规则海面的波浪载荷是随机变化的,船体结构尺寸及材料的机械性能(如屈服点)也是不确定的量,因而对船舶进行屈曲衡准的研究不应只局限于确定性方法,合理的做法是应当采用结构可靠性原理来分析船舶结构的安全性,对参量做随机变量处理,通过其数字特征及概率密度函数来描绘,结构的安全与否,用可接受的失效概率或可靠度来衡量。  基于上述背景,本文对基于可靠性方法的HCSR屈曲衡准进行研究,主要的内容包括如下:  首先,分析HCSR规范中板及加强筋的复杂的屈曲极限状态方程,确定需要当做随机变量进行计算的参量(包括应力,材料的屈服限等),并分别给出板格及加强筋的屈曲衡准可靠性分析格式;  其次,应用准静态叠加法求得动载荷引起各应力的时历,求得各应力的短期分布、长期分布,并和静载荷引起的应力概率分布叠加,进而得到应力长期极值分布及均值和方差,查阅相关资料确定其余参数的均值方差;  第三,针对屈曲衡准非线性极限状态方程和变量非正态分布问题,采用 JC法编写可靠度计算程序,将非正态变量进行当量正态化,将非线性功能函数的线性化点选为设计验算点,并据此计算可靠指标及失效概率;  最后,以某散货船为研究对象,计算样船结构构件的屈曲能力理论值,并对需要校核构件单元进行可靠性分析,从而验证屈曲衡准正确性。
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