锚机支撑结构设计方法研究

发布时间：2017-05-01 06:11

  本文关键词：锚机支撑结构设计方法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：锚机是船舶锚泊系统的动力核心,在船舶营运过程中承受锚链拉力与上浪载荷的作用,容易发生结构变形,因此锚机支撑结构的设计已引起了设计者的广泛关注,并且对其结构安全的校核已被船级社列入强制要求。现有船舶锚机支撑结构的设计往往遵从于母型船或设计者的个人经验,缺乏完整的设计指导；同时传统的结构型式也存在设计过程繁琐、生产工艺复杂、结构功能重复等诸多不足。针对这些问题,本文对锚机支撑结构的设计方法和结构型式的改进进行了研究。 根据现有文献数据和实践调研资料,系统地总结了传统型式的锚机支撑结构设计方法。对现有支撑结构的布置型式,载荷的计算与分布及有限元强度校核方法进行了详细说明。 对现有支撑结构的型式进行了改进,应用集成化设计方法将甲板上的支撑结构与甲板下的局部加强结构进行集成,提出只在甲板下布置支撑结构的设计型式。通过与锚机原支撑结构对比,结果表明新设计结构的计算应力较小,同时结构重量可大幅降低,因而验证了其可行性。 基于现有锚机支撑结构的设计制造及锚机与支撑结构的安装流程,应用模块化的设计方法提出了锚机支撑结构的模块化设计理念,并给出了模块化的支撑结构型式。根据研究结果,新型模块化锚机支撑结构可在满足结构强度要求的前提下,简化建造工艺并且减轻了结构的重量,具有良好的实用价值。 进而在Ansys有限元软件的基础上,使用APDL语言编制了锚机支撑结构参数化的有限元结构建模、载荷计算和强度校核等程序模块,通过不同的模块组合实现了不同型式锚机支撑结构的快速设计和分析。 本文在现有锚机支撑结构型式与设计方法基础上,应用多种现代设计方法对锚机支撑结构的改进进行了研究,取得良好效果。这些新型结构型式和设计理念也可推广应用于其它甲板机械支撑结构的设计中。
【关键词】：船舶舾装 锚机 支撑结构 集成化 模块化 参数化
【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】：U664.42
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-10
• 1 绪论10-17
• 1.1 船舶锚泊系统10-11
• 1.1.1 锚泊系统的重要性10
• 1.1.2 锚泊系统的组成10-11
• 1.1.3 现代锚泊系统的发展趋势11
• 1.2 锚机11-12
• 1.3 锚机支撑结构12-13
• 1.4 本课题的研究内容13-16
• 1.4.1 课题背景13
• 1.4.2 国内外研究现状13-15
• 1.4.3 论文的研究内容与组织结构15-16
• 1.5 本章小结16-17
• 2 锚机支撑结构设计17-30
• 2.1 现有锚机支撑的结构型式17-20
• 2.1.1 支撑结构与锚机的连接型式17-18
• 2.1.2 支撑结构的布局形式18-20
• 2.2 锚机支撑结构的初步尺寸20-22
• 2.2.1 支撑结构设计20-21
• 2.2.2 甲板下局部加强设计21-22
• 2.3 载荷计算方法22-24
• 2.3.1 工作载荷22-23
• 2.3.2 上浪载荷23-24
• 2.4 载荷分布24-27
• 2.4.1 加载方式24-25
• 2.4.2 上浪载荷加载25-26
• 2.4.3 作载荷加载26-27
• 2.5 支撑结构有限元强度校核27-29
• 2.5.1 有限元分析方法27-28
• 2.5.2 结构有限元分析过程28
• 2.5.3 支撑结构有限元分析的要求28-29
• 2.6 本章小结29-30
• 3 锚机支撑结构集成化设计30-41
• 3.1 集成化结构设计30-32
• 3.1.1 现有锚机支撑结构设计的不足30
• 3.1.2 集成化设计理念30-31
• 3.1.3 集成化的锚机支撑结构型式31
• 3.1.4 集成化支撑结构设计方法31-32
• 3.2 集成化设计的实例研究32-39
• 3.2.1 设计实船参数32-33
• 3.2.2 艏楼结构型式33-35
• 3.2.3 集成化支撑结构设计型式35-37
• 3.2.4 锚机支撑结构应力的计算37-39
• 3.2.5 结构重量对比39
• 3.3 集成化锚机支撑结构的设计总结39-40
• 3.4 本章小结40-41
• 4 模块化锚机支撑结构设计41-53
• 4.1 模块化支撑结构41-44
• 4.1.1 模块化设计41
• 4.1.2 支撑模块的结构型式41-42
• 4.1.3 锚机模块的安装流程42-44
• 4.2 CU73型锚机支撑模块设计44-45
• 4.2.1 锚机结构尺寸44
• 4.2.2 支撑模块尺寸44-45
• 4.3 CU73型锚机支撑模块强度校核45-51
• 4.3.1 载荷计算45-46
• 4.3.2 支撑模块强度校核46-48
• 4.3.3 结构整体强度校核48-51
• 4.3.4 支撑结构强度分析51
• 4.4 锚机支撑模块设计总结51-52
• 4.5 本章小结52-53
• 5 参数化锚机支撑结构设计53-69
• 5.1 参数化设计方法与程序平台53-54
• 5.1.1 参数化设计方法53
• 5.1.2 Ansys有限元分析软件53
• 5.1.3 APDL参数化设计语言53-54
• 5.2 甲板板架结构模块54-59
• 5.2.1 模型范围与简化54
• 5.2.2 参数的交互式输入54-57
• 5.2.3 交叉结构的建立57-58
• 5.2.4 甲板板架结构参数化设计58-59
• 5.3 板下支撑结构模块59-60
• 5.4 板上支撑结构模块60-61
• 5.5 结构有限元网格划分模块61-62
• 5.6 载荷计算与结构分析模块62-63
• 5.7 传统结构型式支撑设计63-66
• 5.7.1 参数化传统结构型式支撑的设计过程63
• 5.7.2 传统结构型式支撑设计63-66
• 5.8 集成化支撑结构设计66-67
• 5.9 支撑模块设计参数化实现67-68
• 5.10 本章小结68-69
• 6 结论和展望69-71
• 6.1 结论69
• 6.2 展望69-71
• 参考文献71-73
• 致谢73-74

【参考文献】

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本文编号：338375