随着船舶主尺度与航速的日益增大,船舶在航行过程中受到的砰击、上浪等非线性因素的影响日益增大,传统的刚性理论不再适用,有必要将船体视为弹性体进行非线性的分析,本课题基于《协调共同结构规范》对船舶的极限强度校核进行研究分析,并提出一种可计及卷积作用和砰击力的三维非线性水弹性方法对波浪载荷进行预报,对比HCSR共同规范的规范值,对船舶的极限强度进行可靠性的验算,验证非线性水弹性方法的合理性。主要研究内容如下:1.基于新修订后的《协调共同结构规范》,对船舶梁的极限强度的计算方法进行研究分析,主要包括船体的极限承载能力,船体承受的载荷(垂向波浪载荷、垂向静水弯矩)以及船舶梁的校核公式等,利用逐步破坏法的理论对某散货船的船舯剖面进行计算承载能力的计算。2.研究非线性水弹性理论对船舶外载荷特别是波浪载荷的影响,通过对砰击上浪等非线性因素的考虑,提出一种可计及卷积作用和砰击力的三维非线性水弹性方法,并将规则波下该方法的计算值与传统的线性波浪载荷预报方法与实验值进行对比,验证非线性因素对波浪载荷的影响不容忽视。通过对某散货船进行有限元建模,利用非线性设计波法对船舶运动和波浪载荷进行长期预报,并同时利用HCSR规范计算规范下的HCSR值,通过对比分析,证明非线性水弹性方法的更有效。3.系统地分析船舶极限强度可靠性分析的流程,对基于非线性水弹性法下的极限状态方程中涉及的随机变量的参数值以及统计特征值的计算进行分析介绍,对波浪载荷利用严格的非线性数理统计方法绘制长短期以及极值预报进行确定,选择合适的外载荷组合方式并以一阶二次矩法进行可靠性分析。4.对HCSR船型验证非线性水弹性方法下的波浪载荷在计算船舶极限强度时的实用性,对该方法下的船舶极限强度可靠性进行分析。结合概率统计和可靠性理论,确立该船舶极限承载能力的极限状态方程,对极限状态方程中的各随机变量计算其统计特征值,并基于可靠性理论对非线性水弹性方法下的船体梁的极限强度的可靠性校核分析,对比HCSR规范值,为HCSR规范关于波浪载荷预报部分提供参考。