超大型原油船尾部结构型式优化设计研究

发布时间：2017-10-13 20:29

  本文关键词：超大型原油船尾部结构型式优化设计研究

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【摘要】：船体空船结构重量是影响船舶经济性指标的一个重要因素，因此有必要进行船体结构轻量化设计研究。目前船体结构的优化设计，，大多集中于对中横剖面、板架、舱壁等结构的尺寸优化，而对船体的结构型式优化设计研究较少。本文根据超大型原油船（VLCC）的结构特点，针对船体尾部结构型式进行优化设计，提出了阶梯式布置理念，并基于船体动力特性分析对尾部阶梯式结构布置方案进行了设计研究。本文的主要研究内容和结论如下： （1）超大型原油船尾部阶梯式结构型式设计：本文从优化布置角度出发，基于超大型原油船船尾结构型式特点，提出了阶梯式布置结构型式。并以一艘320000DWT VLCC船为研究对象，对该船船体尾部进行了阶梯式结构布置设计，初步确定了两种尾部阶梯式结构型式设计方案。 （2）全船总振动模态计算分析研究：针对研究对象，建立了全船一维船体梁有限元模型和全船混合有限元模型。计算了该VLCC原设计及两种尾部阶梯式设计方案的全船总振动模态，并研究分析了尾部阶梯式结构型式设计对研究对象总振动固有模态的影响。 （3）尾部及上层建筑振动响应预报：选取螺旋桨激振力作为激励，使用混合有限元模型对该VLCC原设计及两种阶梯式设计方案的尾部及上层建筑的结构振动响应进行了预报，研究了两种阶梯式结构型式设计方案对研究对象振动特性的影响，并进行了对比研究。 （4）船体振动评价标准的比较研究：对目前使用的ISO6954船体振动评价标准的两种版本（1984版和2000版）进行了差异性对比分析。分别采用两种振动评价标准对设计方案的尾部和上层建筑振动响应进行了评估，讨论了两种标准的使用方法。
【关键词】：超大型原油船 尾部阶梯式结构 动力响应预报 优化设计 振动评价标准
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U674.133.1
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 第一章 绪论13-20
• 1.1 本文研究背景13-15
• 1.2 船体结构优化设计研究现状15-16
• 1.3 尾部及上层建筑振动响应预报研究现状16-19
• 1.4 本文研究内容19-20
• 第二章 VLCC 尾部阶梯式结构型式优化设计20-29
• 2.1 VLCC 船总体概述20-21
• 2.2 VLCC 尾部结构型式主要设计特点21-24
• 2.2.1 船体尾部结构型式设计的影响因素21-22
• 2.2.2 VLCC 船体尾部布置及结构型式特点分析22-24
• 2.3 尾部阶梯式结构型式优化设计24-28
• 2.3.1 尾部阶梯式结构型式设计方案一24-26
• 2.3.2 尾部阶梯式结构型式设计方案二26-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第三章 全船总振动模态计算分析29-58
• 3.1 船体总振动固有频率的近似计算方法29-34
• 3.1.1 希列克公式29-30
• 3.1.2 托德公式30-31
• 3.1.3 中国船级社推荐方法31-34
• 3.2 全船结构有限元模型的建立34-41
• 3.2.1 一维船体梁有限元模型35-38
• 3.2.2 混合有限元模型38-41
• 3.3 船体总振动形式及影响因素41-51
• 3.3.1 船体总振动的形式41
• 3.3.2 船体总振动固有频率的影响因素41-42
• 3.3.3 附连水质量计算42-51
• 3.4 总振动固有频率计算51-57
• 3.4.1 船体总振动固有频率计算结果51-56
• 3.4.2 频率储备56-57
• 3.5 尾部阶梯式结构型式对船体总振动的影响分析57
• 3.6 本章小结57-58
• 第四章 VLCC 尾部及上层建筑振动响应预报58-74
• 4.1 主要激励58-63
• 4.1.1 概述58-59
• 4.1.2 螺旋桨激励的计算方法59-62
• 4.1.3 螺旋桨脉动压力的计算与施加62-63
• 4.2 模态阻尼63-64
• 4.3 尾部及上层建筑振动响应预报64-71
• 4.4 结果对比及分析71-72
• 4.5 本章小结72-74
• 第五章 船上振动评价标准的比较研究74-89
• 5.1 船舶振动标准概述74-78
• 5.1.1 ISO 6954-1984《机械振动和冲击-商船振动的综合评价基准》74-76
• 5.1.2 ISO 6954-2000《客船和商船适居性振动测量、报告和评价准则》76-78
• 5.2 ISO 6954 新旧版本的差异性比较78-80
• 5.3 VLCC 船体振动响应评估80-87
• 5.3.1 基于 ISO 6954-1984 振动评价标准的振动评估80-83
• 5.3.2 基于 ISO 6954-2000 振动评价标准的振动评估83-87
• 5.4 结果对比及讨论87-88
• 5.5 本章小结88-89
• 第六章 总结与展望89-92
• 6.1 总结89-90
• 6.2 展望90-92
• 参考文献92-97
• 致谢97-98
• 攻读学位期间发表的学术论文目录98

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 曾广武;张维衡;刘土光;;舰船舯剖面的优化设计[J];船舶工程;1980年06期

2 肖熙;于宝海;;具有动、静力约束的货船中剖面优化设计[J];船舶工程;1985年04期

3 林哲,赵德有;船体板架动力优化设计[J];船舶工程;1998年06期

4 郭列,吴士冲,何富坚;舰艇结构局部振动计算模型研究[J];船舶工程;2000年02期

5 张丽;王德禹;;考虑弯扭强度和频率约束的集装箱船中剖面优化设计[J];船舶工程;2008年02期

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本文编号：1026912