4。4 本章小结 39

结论 41

致谢 42

参考文献 43

第一章  绪论 

1。1 本文研究的目的和意义 

船舶等海洋结构物是由板材和纵横交错的骨材组成的围壁结构，在海洋风浪和静 水力作用下，船体结构易发生屈曲破坏。海水的腐蚀使船体结构的极限强度大幅下降。 因此，准确估算船体结构遭受腐蚀后的极限强度至关重要。而要估算船体结构的极限 强度要先估算加筋板的极限强度。本文研究遭受点腐蚀损伤的加筋板模型的极限强 度，为估算整船的结构强度打下基础。通过本文的研究，可以得出不同状态下含有点 蚀坑的加筋板的极限强度，对维护船舶的安全意义重大。

1。2 研究的背景 

1。2。1 船体结构 

船体是由板材和纵横交错的骨材组成的围壁结构，船体各部位的板材和型材按一 定方式连接，形成板架结构。板架结构有利于保持船体的稳定性，使船舶满足结构强 度的要求。如图 1-1 即为一种板架结构，板上桁材大而疏，骨材小而密，小的骨材穿 过大的桁材。根据骨材的疏密分为三种骨架形式：横骨架式、纵骨架式、混合骨架式。 纵骨架式的板格长边沿船长方向，纵向骨材密而多，横向桁材间距大。它的优点是骨 材参与抵抗纵向弯曲的有效面积，从而提高了船体纵向抵抗弯曲的能力，增强了船体 总纵强度；纵向构件较多，对船舶的稳定性有利；同时，由于纵向骨材多，可以减小 板的厚度，从而减轻了结构重量。纵骨架式的缺点是施工麻烦。横骨架式的板格长边 沿船宽方向，横向骨材密而多，纵向桁材间距大。它的优点是横向强度好，施工方便。 但采用横骨架式时，外板和甲板厚度大，结构重量大。混合骨架式纵横方向骨材间距 相当，板格方向近似正方形，一般不采用这种骨架形式。整个船舶可分为多个板架结 构，例如船底结构、舷侧结构、甲板结构、舱壁结构等，各板架彼此连接，互相支持， 使船体形成牢固的空心水密结构[1]。

图1-1 板架结构 

1。2。2 海水腐蚀的影响 

船舶等海洋结构物长期处于海水中，船舶外板受到腐蚀，严重的腐蚀损伤易导致 老龄船舶发生损伤[2] 。有关统计资料表明船舶失效大多由腐蚀引起，这其中也包括腐 蚀疲劳[3]。装运液体货物的船舶，如油船、散货船等，其舱内液体会对板内侧腐蚀， 再加上海水的腐蚀，这样的船舶较其他船舶腐蚀严重，更易导致事故的发生。即便是 局部腐蚀，在某些情况下也会造成重大危害。严重的腐蚀使甲板产生几乎等同于船宽 的裂纹，也可能导致整船的破坏。现在国内外船舶老龄化趋势严重，腐蚀极大的影响 了船舶的寿命。

海水腐蚀性强，海洋环境复杂多变，使得船体腐蚀的研究较困难。对船舶及其它 海洋结构物来讲，腐蚀区域划分成 5 部分：海泥区、全浸区、潮差区、海水飞溅区和 海洋大气区。不同区域的材料遭受不同程度的腐蚀，所采用的防治方法也不同。其中 全浸区和飞溅区腐蚀严重，是研究人员关心的重点。本文考察钢板置于海水中（或舱 内液体对钢板的腐蚀）受到腐蚀后的极限强度[4]。

为保证船体结构安全，研究人员要准确计算腐蚀对船体总纵强度和局部强度的削 弱。以前的研究多为均匀腐蚀，但现在船舶多采用高强度钢，高强度钢不易发生均匀 腐蚀，其腐蚀的主要形式为点腐蚀，如图 1-2，钢板上出现大小、深度、形状不同的 蚀坑。点蚀比均匀腐蚀带来的危害更大，对船体结构强度的损害更大[5]。1994 年，我 国位于南海的一艘军舰船底板发生大量腐蚀，机舱、尾轴舱处出现大量蚀坑（蚀坑深 ANSYS腐蚀损伤下加筋板极限承载能力的仿真和试验研究(3):http://www.youerw.com/wuli/lunwen_89493.html