牟金磊，张仲良，王 健，彭 飞，闵少松

(海军工程大学 舰船与海洋学院，湖北 武汉 430033)

0 引 言

船舶作为水上交通工具，长期处于恶劣的海洋环境中，船体结构会受到风、浪和海流等自然载荷的作用，同时还可能受到碰撞、搁浅或其他意外载荷作用，使得结构容易产生各种形式的损伤，导致承载能力下降，影响安全[1]。裂纹是舰船结构典型损伤形式之一，对船体结构影响巨大，国内外专家针对裂纹损伤识别开展了众多研究。由于固有频率仅与结构的固有特性有关，抗干扰能力强，且容易获得，因此有很多损伤识别方法研究都是基于固有频率变化而进行的[2-5]。这些研究验证了通过频率变化识别损伤的有效性，在很多领域进行了成功应用。但是为简化问题，多数研究以梁结构作为研究对象。而船体结构多为板和骨架组合成的板架结构，结构更为复杂，研究较少。

本文以加筋板这一典型船体结构形式作为研究对象，通过数值仿真和模型试验相结合的方法，研究不同裂纹对加筋板频率特性的影响规律，为典型船体结构裂纹损伤识别提供技术参考。

1 带有裂纹的典型船体结构模型选取

1.1 典型船体结构形式的选取

船体结构一般由船体板和骨架组成，所以选择加筋板为研究对象。加筋板由矩形外板和2 根相互垂直的加强筋组成，如图1 所示。L 为外板板长，B 为宽，t 为板厚；h1，h2分别为十字加强筋高，t1，t2分别为厚度。

图1 加筋板模型示意图Fig. 1 Schematic diagram of stiffened plate model

1.2 典型裂纹形式的选取

随着技术的不断发展，现代舰船大多采用厚度较小的高强度钢，船体结构易产生裂纹的热点一般位于焊趾、部分焊透的焊根或角焊缝、板材的自由边等位置。……