高密度聚乙烯船结构规范研究

发布时间：2020-07-22 02:11

【摘要】：国内市场对高密度聚乙烯(HDPE)船需求越来越大,然而由于缺乏相应的结构规范使得国内HDPE船的设计、建造及检验工作难以进行下去。因此,国内的规范基础满足不了HDPE船舶相关单位日益增长的需要。本论文旨在解决上述矛盾,为HDPE船舶的建造确定了一种常规化的结构设计流程及公式。通过拉伸试验,采取控制变量法及对比分析,确定了HDPE材料屈服强度的应变率相关性,即屈服强度随着应变率的增大而增大,但单位增幅不高于0.05;确定了HDPE屈服强度的温度相关性,即屈服强度随着温度的增大而减小,单位降幅不低于0.262MPa/K,且最高可达0.487 MPa/K。基于上述研究,拟合绘制出了船用HDPE材料屈服强度取值曲线图。此外,结合船舶建造工艺,探究了焊接工艺对HDPE材料屈服强度的影响,确定了单面焊接使材料的屈服强度下降0.15左右,而双面焊接只会下降0.10左右。基于国内HDPE船厂的反映及国外HDPE船的实际船型,对国内小型高速船相关结构规范进行了对比研究,提取了通用的结构设计流程,并结合HDPE材料的应用特点进行了调整,使其适用于HDPE船的结构设计。基于钢和铝合金材料小型高速船的结构设计公式,分析了影响公式的相关因素,总结出影响HDPE船结构设计公式的关键因素,即板材与骨材系数。此外,提出了利用加筋板模拟船体结构的简化研究思路,通过该思路合理推导出针对HDPE材料的板材与骨材系数。最后利用实船有限元强度校核验证了上述内容的可靠性及实用性,实船结构设计尺寸也符合土耳其规范要求。由于HDPE船在国内发展较晚,目前稍无相关针对性研究,因此本论文是国内首次对HDPE船结构设计规范进行系统性研究的,对HDPE船舶及类似的海洋装备的设计、建造和检验工作是比较有意义的。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U663

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本文编号：2765163