基于协调共同规范的散货船屈服和屈曲强度直接计算研究

发布时间：2017-04-08 01:24

  本文关键词：基于协调共同规范的散货船屈服和屈曲强度直接计算研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：鉴于因船舶结构缺陷而频繁发生的海损污染事故和现代船舶设计建造对船级社规范体系的要求的提高,推动IMO介入船体结构标准的制定,基于目标的船舶建造标准(IMO GBS)应运而生；同时,IACS为消除各家船级社在规范应用中不统一而引发的船舶安全水平的高低差异,进而抑制低标准船的建造,并顺应IMO GBS对船舶设计和建造应“更坚固耐用”的要求,IACS分别制定了散货船和双壳油船共同结构规范(Common Structural Rules),并于2006年4月1日正式实施。 然而,结构共同规范(CSR)开发过程仓促,并由两个不同的项目组编写,在波浪载荷、有限元直接计算、屈曲强度计算、疲劳强度计算、安全衡准的界定等方面存在不协调性而饱受工业界争议。鉴于此,IACS采取了制定新框架下的协调后共同结构规范((Harmonized Common Structural Rules)的研究工作,并补充研究内容满足IMO GBS的要求,以通过IMO GBS的审核进而被工业界采用。 随着现代计算技术的发展,大型船舶结构采用有限元方法分析,已成为船舶结构设计必不可少的环节。本文则基于HCSR第一版草案,针对其中的有限元屈服强度直接计算和屈曲强度直接计算方法进行了研究,主要内容为： 首先,针对HCSR的屈服强度直接计算,论述了强度衡准的理论基础,详细介绍了HCSR有限元直接计算方法,包括建立舱段结构模型、确定载荷工况、计算设计载荷、施加边界条件、调整船体梁载荷及强度分析衡准； 其次,阐述了船体加筋板屈曲的失效模式,研究了加筋板屈曲强度,并在有限元直接计算的基础上,详细说明了HCSR屈曲强度直接计算的评估方法、相关方程和强度准则； 最后,以某35000DWT散货船为例进行了实船验证,采用HCSR有限元直接计算法实现了屈服和屈曲强度评估整个分析流程,并结合分析结果初步探讨了HCSR有限元屈服屈曲直接计算要求对满足CSR要求散货船的影响,为进一步的规范调整提供了建议。
【关键词】：协调后共同结构规范 散货船 屈服强度 屈曲强度 直接计算
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U661.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 论文研究背景和意义9-12
• 1.2 研究现状12
• 1.3 论文的主要工作12-14
• 2 船体结构屈服强度直接计算14-48
• 2.1 第四强度理论14-15
• 2.2 有限元模型15-20
• 2.2.1 模型范围15-16
• 2.2.2 建模单元与网格16-18
• 2.2.3 单元特性18-20
• 2.3 载荷工况20-22
• 2.4 设计载荷22-42
• 2.4.1 船舶运动与加速度22-25
• 2.4.2 船体梁载荷25-29
• 2.4.3 外部压力29-39
• 2.4.4 内部压力39-42
• 2.5 边界条件42-44
• 2.6 船体梁载荷调整44-45
• 2.7 分析衡准45-48
• 2.7.1 评估区域45-46
• 2.7.2 强度衡准46-48
• 3 船体结构屈曲强度直接计算48-78
• 3.1 加筋板屈曲强度48-57
• 3.1.1 加筋板描述48-50
• 3.1.2 加筋板整体屈曲50-53
• 3.1.3 基本板格屈曲53-54
• 3.1.4 加强筋局部屈曲54-57
• 3.2 规范屈曲评估方法57-64
• 3.2.1 加筋板和非加筋板58-62
• 3.2.2 槽型舱壁62-63
• 3.2.3 单壳散货船垂向加筋舷侧板63-64
• 3.3 规范屈曲极限状态64-74
• 3.3.1 加筋板格整体屈曲能力65
• 3.3.2 板的极限状态65-72
• 3.3.3 加强筋的极限状态72-74
• 3.4 规范屈曲衡准74-78
• 3.4.1 屈曲利用因子74-75
• 3.4.2 评估准则75-78
• 4 实船强度直接计算分析78-103
• 4.1 实船资料78
• 4.2 结构模型78-80
• 4.2.1 模型范围78-79
• 4.2.2 坐标系79
• 4.2.3 材料参数79
• 4.2.4 单元特性79
• 4.2.5 边界条件79-80
• 4.3 计算工况80-82
• 4.4 载荷施加82-87
• 4.5 计算结果分析87-103
• 4.5.1 分析范围87
• 4.5.2 屈服强度分析结果87-95
• 4.5.3 屈曲强度分析结果95-103
• 结论103-105
• 参考文献105-107
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况及参加项目情况107-108
• 致谢108-109

【参考文献】

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本文编号：291790