邮轮是指在海洋中航行的旅游客轮,高大丰满的上层建筑是其典型特征。由于高建造门槛,目前大型邮轮建造主要集中于欧美船厂。与传统船舶相比,大型邮轮上层建筑由于结构庞大,所满足的功能需求要比普通船舶更加复杂多样,上层建筑典型结构的设计将是一个大难点。由于国外对邮轮相关技术的封锁,且我国缺乏大型邮轮设计和建造的经验,严重制约了我国邮轮行业的发展和进步,故开展大型邮轮结构设计关键技术研究势在必行。大型邮轮上层建筑典型结构是薄板板架、密集开孔高腹板等,与传统船舶结构设计相比有较大的不同,传统船舶结构强度评估方法在评估大型邮轮上层建筑中有一定的局限性,因此迫切需要建立一套适用于大型邮轮上层建筑典型承载结构的强度评估方法。本文以大型邮轮上层建筑典型承载结构为对象,采用数值仿真与试验验证相结合的手段,在分析邮轮整体上层建筑整体结构与局部结构设计特点的基础上,开展大型邮轮上层建筑甲板板架和分段等典型结构的整体(局部)强度评估方法研究。具体研究工作主要有以下几个方面:(1)对大型邮轮上层建筑进行了整体(局部)结构特点梳理分析。通过对现有大型邮轮上层建筑整体(局部)结构设计进行分析,得到上层建筑板架板厚、骨材间距、骨材规格、支柱、开口等结构整体分布与局部设计规律,明确大型邮轮上层建筑典型结构强度评估对象及其特点。(2)对薄板高腹板板架的边界条件、初始缺陷、计算范围进行影响分析。通过对各种边界条件、不同初始缺陷幅度、不同计算范围板架进行对比分析,得到各因素对薄板高腹板板架的影响规律。(3)对薄板高腹板板架的各构成要素及相应设计变量进行一系列影响分析,探究各要素对纵压极限能力的贡献度,得到甲板板厚、纵桁腹板高度及厚度、纵桁面板及厚度等对纵压极限能力的影响规律。(4)对薄板高腹板板架的腹板开孔及开孔比例进行了影响分析。通过对腹板开孔数值仿真研究,得到一定开孔尺寸、小范围的开孔比例变化、不同开孔布置形式下的腹板开孔对板架极限应力的影响规律。(5)对板柔度、纵桁腹板柔度在一定范围内的薄板板架进行分析,得到该范围内的板架纵压极限能力半解析公式,进一步通过板架模型试验与数值仿真相结合验证了公式的有效性,用于一定参数范围内的板架纵压极限能力简化评估。(6)对上层建筑典型甲板、典型分段在面内载荷、总纵载荷下的结构响应进行分析,初步建立上层建筑整体(局部)结构强度评估思路,通过局部模型应力水平、位移分布与整体模型对应结构的应力水平、位移分布的相似性,结合边界条件合理简化、载荷合理组合与简化加载可较为精确评估局部结构强度,进一步降低上层建筑整体强度评估难度。