李陈峰，高 超，马开开，张旭辉，周学谦

（哈尔滨工程大学 船舶工程学院，哈尔滨 150001）

0 引 言

极限强度和剩余强度评估是船体结构设计非常重要的两个方面，其中极限弯矩（承载能力）计算是其中重要的工作之一。目前，极限弯矩计算方法除了类似始屈弯矩法这类基于剖面应力分布假定的解析法外，最常用的是逐步破坏法。逐步破坏分析方法又分为简化逐步破坏法（Smith法）[1]、非线性有限元法[2]和理想结构单元法[3]等。相比于非线性有限元法和理想结构单元法，Smith法通过离散剖面结合曲率增加和单元应力的确定，计算船体弯矩-曲率曲线来确定极限弯矩，使用方便，且计算效率和计算精度较高，在船体初步设计阶段被广泛采用。2014年IACS发布的《Common Structural Rules for Bulk Carriers and Oil Tankers》（HCSR）[4]，将其作为船体梁极限弯矩计算主要方法之一，并对计算流程作出了明确规定。

Smith法的计算精度很大程度上取决于两个方面：单元应力-应变关系的计算精度和剖面瞬时中和轴的计算精度。对于单元的应力-应变关系，已有很多学者提出了确定的方法，HCSR也详细给出了不同失效模式下单元应力-应变关系的简化计算方法。对于中和轴位置的确定，在HCSR规范[4]给出的Smith法中，中和轴位置的确定通过中和轴上下部分拉压力平衡准则来确定。该方法可以有效解决完整船剖面中和轴位置确定的问题，但是当船体发生横倾或者破损时，剖面中和轴不仅会发生平移还会有一定的偏转，所以Choung等人[5]给出了另一准则-力矢量平衡准则。……