船舶与海洋工程结构极限强度的探讨

王鹏宇 马光耀 薛福菊 姜 卓(．青岛海盛石化劳务工程有限公司;．青岛锦鸿工程配套有限公司 山东 青岛 66500)

1 简单叙述船舶结构的极限强度

1．1简单介绍结构的极限状态。结构的极限状态，就是指该物体的结构，在其使用时，有一个固定的界限，如若超过该界限，就会对物体的安全性、使用性和耐久性有所影响，也许会进入完全失效状态。一般来说，这种状态分为两种，一种是承载力的极限状态，另一种是正常使用的极限状态。

(1)所谓承载力的极限状态，就是指该物体在结构上，可以承受的最大程度的承载力，再继续下去会使该物体发生变形或者损坏，无法继续进行使用。

(2)所谓正常使用的极限状态，就是指该物体的使用年限达到最大限值，在这个年限中可以正常使用、毫无损坏，但是继续使用下去，会对该物体的使用，构成安全威胁。

1．2船舶结构与强度的简单介绍。船舶的结构与强度，主要包括船舶结构力学、船体强度和船体结构设计等几部分内容。船舶的极限强度，指的是船体所可以承受的最大强度，过了这个限度，船体则会发生事

故，走向危险极端。这就是船舶可以承受的最大强度，也称作极限强度，极限强度的强度值，需要我们进行估算，无法算出确定值。

2 简单比较船舶与海洋工程结构的设计方法

在船舶与海洋工程结构中，船舶载体在其全部的寿命周期内，可能会受到不同形式的载荷，使其载体发生变形，所以，在船舶与海洋工程结构设计中，要考虑这些因素，合理的安排工程，全面考虑安全性。

2．1简单介绍许用应力结构设计法。运用许用应力法进行船舶设计时，一般性能较好的材料，发挥不出材料的潜质，浪费了材料。对于一些性能较差的材料，在一些不稳定因素的影响下，存在安全隐患，导致一些事故的发生。这种方法在使用时，加入名义垂向波浪弯矩，对于常规船型来说有作用，然而，人们并不理解船体强度的概念，更看不见船体结构的实际破坏过程。因此，运用许用应力设计法去设计船舶，相当不令人满意。

2．2简单介绍极限状态设计法。现在设计船舶的方法，运用了极限状态设计法，这是全面考虑了船舶所承受得荷载不同、船舶使用的材料不同和船舶工作的条件不同的一种设计方法，它明确的指出了船舶，可以承载的极限状态和正常使用极限状态。

2．3把许用应力设计法和极限状态设计法做对比。许用应力设计法是以安全系数为主要来做设计，是将材料的强度打折，得到一个许用应力，每个结构的应力不能超过这个许用应力。而极限状态设计法，则是用材料强度的标准值除以材料分项系数，进而得出设计强度。

表面看来俩种设计法的区别很小，但是从根本上看，极限状态设计法与许用应力设计法，两种设计方法的分项系数取值不一样，承受荷载不同的情况下，相同的安全系数值，然而极限状态设计法的系数取值更加科学，比较符合正常逻辑，与实际相符，这就是极限状态法。

3 简单分析船舶结构极限强度的计算

船舶与海洋工程的计算，不是简单的计算，他需要详细全面的分析复杂的模型，逐步破坏法是所有分析方法当中，最有效的一种方法，但是要对所进行的各个环节，严格把关。

3．1首先，要组建各个阶段的模型。结构研究的过程，是按阶段、分层次进行的，要保证每个阶段都有着很好的承载力，每个阶段必须逐一进行，避免错乱，且要在最坏的条件下进行，才能准确的获取每个阶段的极限强度值，避免出现较大偏差。要全面分析生产过程中，每个阶段的局部极限强度和整体极限强度。

3．2其次，要考虑各个阶段会出现的问题。对于这种高强的设计和计算来说，必须要考虑全面，要根据内容分析会遇到的问题。

3．3最后，进行破环计算分析。逐步破坏法中最重要的就是进行破坏分析，主要有两种:

(1)主要用来分析结构中的中垂情况和中拱情况的休斯法，对总体弯矩值进行了分析，具体的了解了相应的极限强度状况。

(2)对较复杂的非线性应力变化，有较好计算效果的有限元法，这种方法可以运用到加筋板单元的计算中，达到良好的分析效果。

4 结语

在对船舶与海洋工程结构极限强度问题进行分析时，要确定船体周围可以承受的载荷。载荷问题是船舶与海洋工程，在分析极限强度时的一个重要问题，同时，要考虑其安全性能问题。研究船舶与海洋工程结构的极限强度问题，对于提高安全性来说是非常重要的。这样船舶与海洋工程结构的构建和使用，就有了参考系数，可以对其进行借鉴和参考，为推进海洋领域的发展，做出了很大的贡献。