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Buckling Strength Analysis of Stiffened Panels of Ship Structures Using Non-linear fem

Buckling Strength Analysis of Stiffened Panels of Ship Struc...

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作者： Sheikh Ahsen-ud-din 哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

加筋板是钢板或者铝合金板板结构中基本的强度单元。船舶和海洋结构物都是由加筋板组成的。加筋的板和壳体单元多年来一直应用于多种工程结构中。在造船工程领域中，加筋板用于船体的建造，而在航空航天领域中，加筋板用于飞机的机身和... 详细信息

加筋板是钢板或者铝合金板板结构中基本的强度单元。船舶和海洋结构物都是由加筋板组成的。加筋的板和壳体单元多年来一直应用于多种工程结构中。在造船工程领域中，加筋板用于船体的建造，而在航空航天领域中，加筋板用于飞机的机身和机翼的建造。所以加筋板的屈曲对整个结构的强度至关重要。船体结构的屈曲和极限强度近年来被广泛研究，主要通过理论分析方法，实船实验，经验公式和非线性有限元计算。理论分析方法采用第一准则并且十分精确，许多的研究已经完成。由于课题的复杂性，理论研究的办法主要处理简单的情况。由于建模和计算的耗时耗力等原因，对于设计要求来说加筋板的非线性有限元计算并不切合实际。在上一个十年中，由于计算机计算能力的提升和技术的普及，能给出特殊载荷下结构准确的力学行为且不受弹性范围的限制的非线性有限元分析变得尤为重要起来。目前研究工作旨在利用现有的有限元软件ANSYS完成对加筋板和平板结构的非线性屈曲分析，并且比较理论分析结果和线性屈曲分析结果。分析计算采用两种方法，一种是基于结构强度理论，一种是船级社的设计规范，如ABS,CSR,等等。非线性屈曲分析可以通过ANSYS软件完成。模型的生成和整个分析过程完全采用APDL （ANSYS参数化语言设计）完成。这种方法的优势在于模型的生成和分析过程更加灵活。并且在改变模型参数需要多次迭代计算的情况下能节省大量时间。分析不同的载况并且最后的结果与其他有名望的研究人的理论分析和有限元分析结构相比较，来检验分析结果的准确性。整个过程证明非线性有限元对于了解结构在不同载况下的屈曲行为非常重要。另外，开发一种新的单元初步应用于半解析有限元技术——理想结构单元法。基于理想结构单元理论，用MATLAB编写了能实现几何非线性平板分析的程序。

关键词：加筋板分析屈曲极限强度 APDL 非线性fem

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