纵向浮筒超大型浮体总体强度及局部结构改进研究

发布时间：2020-04-23 01:17

【摘要】：超大型浮体(Very Large Floating Structure,VLFS)可以作为空港、海港和能源储蓄基地等,是目前海洋工程界研究的热点之一。超大型浮体适应我国海洋发展的战略需求,具有十分重要的科学和战略意义。目前在超大型浮体的研究中,对其进行水弹性的研究较多,而对结构总体强度的研究较少,并且缺乏超大型浮体结构强度校核规范,因而需对超大型浮体结构总体强度的研究进行进一步的探索。本文以纵向浮筒超大型浮体为研究对象,采用直接计算法对其结构进行总体强度分析,确定结构高应力区域,而后采用多种方案对高应力区域结构进行改进,并对改进方案的总体强度进行分析和对比研究,最终得到一种较为合理可行的纵向浮筒超大型浮体结构加强方案。主要的研究内容和结论如下:(1)建立纵向浮筒超大型浮体水动力模型,并对其进行分析,得到其运动响应和波浪载荷传递函数。结果表明:纵向浮筒超大型浮体中横剖面垂向力和中纵剖面垂向弯矩最大,且中横剖面垂向力在迎浪时达到最大,中纵剖面垂向弯矩在斜浪时达到最大。(2)基于设计波法,对纵向浮筒超大型浮体进行波浪载荷预报,得到其设计波参数,并确定最危险工况;然后采用不同软件对最危险工况下结构的总体强度进行分析,得到浮体结构应力分布情况。结果表明:两种软件计算得到结构的高应力区域均相同,即立柱与横撑连接处,立柱与上壳体连接处和立柱与下浮体连接处,且在立柱与上壳体连接处应力最大。(3)对某特定工况下纵向浮筒超大型浮体和横向浮筒超大型浮体结构的总体强度进行计算和对比分析研究。结果表明:纵向浮筒和横向浮筒超大型浮体结构的高应力区域相似,均为立柱(下浮体)与横撑连接处、立柱与上壳体连接处和立柱与下浮体连接处;纵向浮筒超大型浮体结构在立柱与上壳体连接处应力最大,而横向浮筒超大型浮体结构在横撑与下浮体连接处应力最大。(4)基于纵向浮筒超大型浮体结构总体强度分析结果,采用增加高应力区域板厚、增加骨材数量和立柱结构局部加大等几种方案对纵向浮筒超大型浮体结构进行局部结构改进,并对其改进结构的总体强度进行对比分析研究,最终得到一种较为合理可行的纵向浮筒超大型浮体结构加强方案。结果表明:增加高应力区域的板厚和骨材数量等几种方案对超大型浮体的总体强度均有较大的影响,并且在增加板厚和骨材数量的基础上对立柱结构局部加大的方案对降低其结构局部应力最为明显,因而最为合理。
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U661.43;P75

【参考文献】

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本文编号：2637189