1）研究目的和意义

随着经济的发展和科技技术的进步，船舶也逐步趋向大型化和轻量化，船舶结构的极限强度和屈曲分析显得更加重要。船舶的极限强度和屈曲是评估船体安全可靠的重要指标，对提高船舶的装载量，确保船舶运营安全性，减少船舶建造成本，充分利用材料，提高运营经济性等都具有重大意义。

2）国内外研究现状

船舶的极限强度主要是分析在外载荷作用下，其抵抗破坏的能力。船舶的极限强度分析相对于传统的许用应力更能反应船舶的结构安全性和可靠性，更能真实地反应船体强度，更能得到大多数人的认可。对于船舶极限强度的分析，各国航运部门和船级社越来越重视，以满足船舶耐用、坚固的要求，在追求航行舒适和较高品质的同时，更好地保证航行中的安全性。常用的计算船舶极限强度的方法大致分为三大类。第一类是直接计算法，有Caldwell法，经验公式法和解析法等。第二类是逐步破坏法，有smith方法，非线性有限元法，理想结构单元法等。第三类是实船事故调查和模型试验法。本课题拟采用有限元法。有限元法是分析结构非线性性能的有效方法之一。

船舶结构的屈曲是当施加在结构上的力达到一个特定的数值时，虽然这个力只有一个较小的增量，但是结构会发生巨大的形变，这时对应的载荷称为临界载荷。根据结构失效时的材料特性和受力情况，屈曲分为弹性范围，塑性范围和弹塑性范围三种。对于屈曲分析，一般的研究方法有解析法和数值法。解析法如基本微分方程，是采用能量法求解。数值法主要包括有限元法和有限差分法。有限元法有线弹性有限元法和非线性有限元法，线弹性有限元法是非线性有限元法的基础。

在船体结构中，加筋板的应用较为广泛。加筋板在垂直于面板方向使用加筋条来提高结构的承载能力。一方面，加筋板可以保障结构的稳定性和安全性，另一方面，它可以节省材料使用，减轻结构的重量。与未加筋的钢板相比，相同重量的加筋板的极限承载能力大大增强。由于加筋板的重要作用，加筋板的屈曲和失效都会对船体的稳定性造成巨大影响。

对于加筋板极限强度和屈曲的研究，徐向东，崔维成提出了一套计算加筋板的极限强度和屈曲的方法，区别于有限元计算法，可适用于船体板架的工程设计计算。

张宇力，曾广武通过非线性有限元分析了带开口和不带开口板架的极限承载能力和屈曲，还通过简化给出了一套近似计算方法。

邢维升等人通过轴向受压稳定性实验，利用非线性有限元软件建立了相应的模型，计算并分析了其屈曲失效过程。

刘斌运用MSC.Nastran对散货船的极限强度进行非线性有限元分析，从而得到了散货船真实强度，采用了非线性设计与线弹性设计结合的方法进行船体结构设计，进而评估了船体结构的真实安全余量。