B型棱柱式独立液货舱结构设计及其强度分析直接计算法研究

发布时间：2020-06-14 09:05

【摘要】：B型棱柱式独立液货舱是一种自持式液货舱,具有建造简单、易于维护的特点。世界范围内,随着天然气需求量的不断增长,LNG船作为一种重要的天然气运输工具,也受到了越来越多的重视。由于能够方便、快速地把天然气输送到远离海洋且管道无法覆盖的内陆地区,采用B型棱柱式独立液货舱的中小型LNG船正逐渐成为热门的研究对象。本文提出了一种LNG船B型棱柱式独立液货舱的结构设计方案,并对其进行了结构强度、温度场和热应力分析,建立了一套直接计算法分析流程,为今后B型独立液货舱的设计和建造提供了一定的参考依据。首先,基于目标船,对LNG船B型独立液货舱进行结构设计。给出了舱体、保温层和支撑结构的设计方案。然后,根据规范计算目标船的运动参数,并在此基础上计算船舶受到的载荷。综合考虑目标船及液货舱的装载及运动状态,选取包含承载能力极限状态和意外极限状态在内的16种计算工况。为提高效率,分两步进行结构强度分析,第一步分析舱体强度,第二步分析支撑结构强度。利用直接计算法得到了舱体和支撑结构的应力分布,并讨论了板厚变化对舱体强度的影响。接着,简化B型独立液货舱的传热形式,划分舱室,建立传热学等效模型。依据传热学理论及实验关联式,计算舱室的对流换热系数。联立舱室的热平衡方程,带入对流换热系数、舱壁厚度、材料导热系数以及环境温度等参数,通过矩阵迭代法求解液货舱的温度场并对其分布进行了讨论。最后,基于温度场数据,选用顺序耦合热应力分析方法,利用ABAQUS对B型独立液货舱进行热应力分析,讨论了低温环境对其结构强度的影响。本文根据相关规范,基于ABAQUS和MATLAB软件,建立了B型棱柱式独立液货舱的结构强度、温度场和热应力分析直接计算法流程,具有一定的工程实用价值。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U663.83
【图文】：

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