对舰船结构中裂纹损伤加筋板的弹塑性断裂问题进行了研究;对裂纹前端局部加强的裂纹板的弹塑性断裂问题及加强复板的止裂性能进行了研究。通过对构件的分析,运用断裂力学的观点、判据,把构件内部裂纹的大小和构件工作应力,以及材料抵抗断裂的能力(即断裂韧性)定量地联系起来,为舰船构件的安全设计、制订合理的验收标准和选材原则提供了理论基础。研究裂纹损伤加筋板的裂纹扩展、力学行为及承载能力是研究裂纹损伤的舰船整体力学行为的基础,具有重要的工程意义。本文从试验研究和理论分析两方面对这一问题进行了研究。首先以船体甲板上的加筋板结构为原型,对受拉伸载荷作用的含裂纹损伤的加筋板结构,从裂纹受载起裂到裂纹稳定扩展以至最后失稳扩展的整个过程进行了试验研究,对加筋板在断裂过程中的受力和变形进行了分析,同时对加强筋板在含裂纹结构中的止裂作用进行了研究。从应变测试结果可以看到,加强筋的作用在阻碍模型板相互趋近方面起到了很好的作用,筋、板联结方式的不同会影响到加强筋对裂纹板的加强作用。试验结果还表明,在裂纹前端布置加强复板能有效地阻止裂纹扩展。接着对有限加筋板的线弹性断裂问题进行了分析。以Muskhelishvili关于平面弹性力学问题的解析函数解法和Hilbert边值问题解法为基础,通过复应力函数和,给出一种位移-合力-应力模式,用边界配置法对裂纹损伤有限板进行分析。实例计算并分析了裂纹损伤有限加筋板中各可能参数对结构断裂的影响。计算结果表明,随着有限加筋板高宽比的增加,裂纹板自身高度方向的约束加大,筋条的长度增加,裂纹尖端的应力强度因子下降幅度越大。然后对有限加筋板的弹塑性断裂问题进行了分析。本文建立了有限加筋板断裂分析的Dugdale模型,由含直裂纹问题的复应力函数对有限加筋板的Dugdale问题进行分析求解,得到裂纹尖端CTOD值随载荷及裂纹长度的变化规律,对弹塑性状态下加筋板的断裂问题进行了理论研究。结果表明,在弹塑性状态下,有限加筋板具有复杂的裂纹尖端应力、应变变化规律。当筋、板相对刚度提高时,在部分裂纹长度的范围内,筋条显示出较大的加强作用。在接下来的研究中,对受拉应力作用的裂纹板在裂纹两端采用焊接复板进行局部加强时的应力强度因子进行了研究,对结构的止裂性能及承载力情况进行了分析计算。将加强板结构离散化为加强复板和裂纹板的结构,基于含裂纹板的复应力函数理<WP=4>论,由加强复板与裂纹板之间的变形协调关系进行求解。分别对考虑加强复板的横向刚度和不考虑加强复板横向刚度的两种情况进行分析。结果表明,提高加强复板的相对刚度值,有利于降低结构应力强度因子。在裂纹长度和加强复板位置确定的情况下,随着加强复板长度的增加,结构中裂纹尖端的应力强度因子逐渐降低,加强复板对裂纹板的加强作用逐渐增强;当加强复板的长度增加到一定程度时,继续增加加强复板长度对结构应力强度因子影响不大。加强复板的纵向刚度对降低结构应力强度因子起主要作用。接着,对在裂纹两端进行局部加强时裂纹板的弹塑性断裂问题进行了研究。本文建立了局部加强裂纹板弹塑性分析的Dugdale模型,以裂纹尖端开口位移CTOD(Crack Tip Opening Displacement)为断裂参数,以弹性力学理论为基础,由复变应力函数方法对结构的CTOD进行求解。通过实例计算与分析,就各种可能参数对结构承载力和止裂性能的影响进行了研究。结果表明,在裂纹前端进行局部加强降低了裂纹尖端的开口位移CTOD,能有效地提高结构承载力。提高加强复板相对刚度有利于改善裂纹尖端状态,提高结构的承载能力。最后结合试验模型,从理论上对裂纹损伤加筋板的弹塑性断裂问题进行了计算分析。将理论计算结果与试验结果及有限元数值计算结果进行了比较分析。计算结果表明,理论计算结果表现出了与试验结果一定的相关性,能说明结构的受力变形趋势,表明了理论计算模型是有效的。实际应用中,在现有理论分析模型的基础上,模拟实际结构的边界条件及受力状况,使筋、板相对刚度等结构参数及受力状况的选取尽可能正确地反映实际情况是非常重要的。