赵佳音

（中国人民解放军92785部队，辽宁绥中 125200）

0 引言

在船体钢结构中，受压构件一般在其达到极限承载能力前就会丧失稳定性，所以失稳是船体钢结构最为突出的问题之一。受压构件整体失稳形式可以是弯曲、扭转或弯扭。钢构件在轴心压力作用下，弯曲失稳是常见的失稳形式。影响轴心受压构件整体稳定性的主要因素为焊接残余应力、初始弯曲、载荷初偏心及端部约束条件等。实际的轴心受压构件往往会存在上述的一种或多种缺陷，导致构件的极限承载能力降低。

工字钢是工程中常见的钢构件，水面船的龙骨、纵桁与外板连接的位置、潜艇肋骨与外板连接的位置都可认为是工字钢结构。本文利用 ABAQUS对一定截面不同细长比的工字钢构件进行屈曲分析，通过考虑材料非线性、几何非线性并引入初始挠度，得出构件发生弯曲失稳的极限载荷，通过比较不同长细比下的弯曲失稳的临界载荷得出构件载荷位移曲线。

1 模型分析

钢构件的截面尺寸如图1所示。

图1 压杆截面尺寸（单位：mm）

构件的材料特性：密度

ρ

=7.85×10t/mm；弹性模量

E

为2.1×10MPa；泊松比

µ

为0.3。其塑性 应力-应变曲线如图2所示。

图2 屈服应力与塑性应变的关系

通过计算截面几何特性，截面绕

y

轴的回转半径

i

为3.84×10mm。

长细比取值及杆件长度见表1。

表1 长细比取值及杆件长度

2 非线性屈曲Riks弧长法理论

线性屈曲分析被定义为特征值屈曲预测（eigenvalue buckling prediction），其通常用于评估刚性结构的临界屈曲载荷，也可用于对结构的缺陷敏感性进行前期准备。……