1. 研究目的与意义（文献综述）

现代舰船的甲板受轮载作用的情况越来越多，如航空母舰、滚装船、载有直升机的驱逐舰、海洋平台、超大型海上浮动平台及汽车轮渡等，在轮载的作用下，会发生弹塑性变形。这些舰船甲板结构设计必须考虑轮载的载荷效应。除此之外，随着北极航道的开发，极地航行船舶的设计也需要考虑船舶在航行过程中船体外板与浮冰的碰撞挤压而引起船体板的变形等。因此，在轮载等载荷作用下的甲板板格以及冰载荷等载荷作用下的船体外板板架的弹塑性研究显得至关重要。

对于甲板板架而言，在横向及平面载荷作用下的弹性大变形已进行了广泛的理论和试验研究。但是当作用于板架上的压力导致屈服开始并非表示板已达到极限承受压力。实际上板可能承受比这大几倍的压力，然后才以某种明显方式破坏，或其永久变形达到不能容许的程度。考虑到甲板板架之间的板在屈服后还有可观的强度储备，若整个板架都按弹性理论设计，显然可能过于保守。目前，越来越多的国家，对于轮载作用下的甲板板架结构设计开始应用弹塑性理论，即根据标准的弹性板架理论确定加强筋的尺寸，而甲板的厚度是考虑加强筋之间可允许的最大永久变形而定的。因此，研究在局部载荷作用下加强筋之间可允许的最大永久变形对甲板板厚设计具有重大的工程意义。

jackson (1981)^[1]对加筋板在轮载作用下的塑形响应进行了系列实验和仿真研究，用加强筋将板划分为不同长度比和板厚的板格，用两种轮印尺寸的矩形块缓慢加压于不同板格的中心，从而实现局部静压；同时进行了系列的平行试验，用真实的轮胎进行循环准静态加卸载实验，得到不同尺寸板格的加载力-变形历程曲线；并且用数值模拟的结果对实验结果进行对比分析和数值延伸，得到了对于不同永久变形准则下加筋板板厚计算的无量纲设计曲线。彭兴宇和徐向东（2000）^[2] 分析了舰船甲板轮载的特点，提出了基于许可永久变形准则的甲板结构设计方法，讨论了轮载和许可永久变形的设计值，并利用有限元程序进行了甲板的非线性响应计算，在此基础上给出了轮载作用下甲板结构的设计图谱，最后给出了设计步骤和算例。上海交通大学的张文强和刘俊（2016）^[3]根据了各主要船级社规范中的规定，总结出两种具有代表性的将多轮载荷等效为单轮印的方法，然后基于线弹性理论，利用数值模拟手段对这两种等效方法在某典型轮印和板格尺寸下的情况展开了研究，为多轮印载荷下车辆甲板板厚的设计提供了一定的思考。clarkson（1962）^[4]进行了四周边界不能转动但可向内自由滑动的单板受到均布压力试验，得出了相关试验结果。除此之外，clarkson（1963）^[5]还设计了三组板架的准静态均布压力试验，从而与前期的单板实验结果进行比较，分析表明：真实板架结构中板格的四周边界条件远比单板的复杂，并且边界处的自由度使得板架和单板结构在相同载荷下的变形有差异。

2. 研究的基本内容与方案

本次毕业设计的主要内容是通过开展船体加筋板在受到局部准静态载荷下的响应研究，得到结构响应随载荷变化曲线；然后依据不同的永久变形准则来校核船体甲板结构的强度是否满足要求。

本次毕业设计拟采用的技术方案是在现有理论或经验公式的基础上，通过实验和有限元分析，对承受局部均布载荷的加筋板的弹塑性响应进行研究。根据实际船体加筋板结构的尺寸形式，设计系列准静态加载实验，同时开展有限元模拟工作；将有限元计算分析结果与实验结果进行相互对比和验证，并且对实验结果进行数值延伸，从而绘制板厚设计曲线，以便于工程设计中校核冰载、轮载和其他局部均布载荷作用下的船体加筋板的强度。

此外，在时间和条件允许下，可完成下面两项内容：

3. 研究计划与安排

第1－2周：分析设计任务书，了解设计要求。查阅相关文献资料，确定方案，完成开题报告。

第3周：阅读文献，完成英语论文翻译

第4－6周：设计实验方案，准备实验工作。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]jackson r i. design of deck structures under wheel loads [j]. naval architect,1981 (3): t119-t144.

[2] 彭兴宇,徐向东. 轮载作用下的甲板结构设计[j].船舶工程，2000,(2):26-29.

[3]张文强,刘俊. 多轮印载荷下车辆甲板板厚设计研究[j]. 船舶工程,2016,12:5-9.