极地航行舰船冰带区结构强度评估和优化设计方法研究

发布时间：2020-05-27 19:38

【摘要】：水面舰船开往极地执行任务不可避免的会遭受由于海冰碰撞引起的结构安全问题。面对严重的极地海域冰况,即使有较好的勘测能力以及破冰船的辅助,舰船也很容易遭受较大浮冰碰撞而导致结构的破坏,丧失战斗力和生存能力。国际上针对极地船舶的结构加强设计主要是根据冰区规范,但是由于舰船对重量的要求较高,规范中的保守的结构加强设计方案并不适用于舰船。同时由于舰船的敏感性,学术界的极地舰船的结构加强研究相关文献也屈指可数。因此开展针对极地航行舰船的冰载荷计算方法与结构加强设计研究非常必要。本文通过分析极地舰船的航行海况,计算相应的设计载荷,开展目标船体的结构强度评估方法和结构加强设计研究,得到了在抗冰结构强度满足条件下重量最轻的一套加强方案。主要内容如下:(1)开展冰区规范的相关研究,并基于规范方法计算冰载荷评估舰船的结构强度,分析规范方法的特点。(2)针对规范计算的不足,通过文献调研和专门研究形成一套针对航行于我国极地浮冰区的船舶抗冰强度有限元直接计算方法。并基于该方法对舰船首部和舷侧结构的抗冰强度进行数值计算,评估船舶的结构响应;(3)基于数值计算的冰载荷,设计不同的冰区加强方案,比较得出满足结构强度要求而增加重量较小的最优方案。
【图文】：

图 2.1 船体区域划分于上述规则对船体区域划分后，分别对不同的区域进行冰载荷计算和结CS 规范计算的设计冰载荷由压力均布的长方形载荷板来表示（均布压力度 b 和载荷板长度 w），艏部设计冰载荷载荷板参数（P、b 和 w）主要际形状有关，其他区域冰载荷则是通过艏部冰载荷换算得到的。

荷板长度 w），，艏部设计冰载荷载荷板参数（P、b 和 关，其他区域冰载荷则是通过艏部冰载荷换算得到的。冰载荷计算主要和以下几个参数相关：海冰碰擦力 F、载荷板的长宽比 AR ，这些参数都是船舶冰区航行时高。相关的几个角度定义如下图 2.2 所示：
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U674.7

【参考文献】

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本文编号：2684037