50米铝合金高速船载荷及结构强度分析研究

发布时间：2017-06-26 05:12

  本文关键词：50米铝合金高速船载荷及结构强度分析研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：现代化的高速铝合金船舶,在总体的性能设计上与普通钢质船舶并无本质上的区别,但是在材料的选择和结构的设计方面则要比钢质船舶复杂得多。在设计铝合金船舶时检验铝合金船舶的结构强度是否满足要求则是至关重要的环节。随着计算机与有限元计算方法的发展与结合,各类有限元计算分析软件已被广泛用于船舶结构强度的分析校核中。 本文以50米高速铝合金供应船为例,对其结构、载荷进行了研究,其中在载荷方面重点研究了高速船舶在行驶中受到的砰击载荷,然后运用MSC.PATRAN软件建立整船三维结构有限元模型,并对已建好的模型进行了载荷的加载,最后通过MSC.NASTRAN软件对其求解计算,得出全船结构强度应力云图。根据CCS《海上高速船入级与建造规范》和《材料与焊接规范》,研究该高速铝合金船舶结构强度是否符合标准。其中有限元强度计算结果包括未加载砰击载荷和加载砰击载荷两种,通过对两种结果进行比较分析发现船体未加载砰击载荷时的结构强度能满足要求,但是船体施加了砰击载荷后,部分位置出现较大应力,可见船体砰击载荷对高速船舶结构强度的影响非常大,因此,砰击载荷是高速船舶结构设计时不可忽视的因素。
【关键词】：高速船 铝合金 有限元分析 结构强度 砰击载荷
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U674.933;U661.4
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 课题研究背景及意义9-10
• 1.2 研究现状及其发展趋势10-13
• 1.2.1 船用铝合金材料的研究与发展10-11
• 1.2.2 结构强度计算分析方法的研究与发展11-13
• 1.3 论文的主要研究内容13-14
• 第2章 高速铝合金船舶船型与结构强度规范设计技术研究14-22
• 2.1 船型特点及主要参数14-15
• 2.1.1 船型特点14
• 2.1.2 船体主尺度及主要参数14-15
• 2.2 船体总布置15-16
• 2.3 船体结构16-17
• 2.4 结构的设计17-19
• 2.4.1 常规要求17-18
• 2.4.2 船底18
• 2.4.3 舱壁18-19
• 2.5 结构的构件尺寸19-20
• 2.5.1 最小板厚19
• 2.5.2 船底组合型材19-20
• 2.5.3 甲板支柱20
• 2.6 铝合金结构的弯曲强度20-21
• 2.6.1 板材20
• 2.6.2 骨材20-21
• 2.7 本章小结21-22
• 第3章 高速船受到的波浪砰击压力的理论研究22-40
• 3.1 分类与危害22-23
• 3.1.1 底部砰击22
• 3.1.2 外飘砰击22
• 3.1.3 砰击的危害22-23
• 3.2 船舶砰击载荷的计算方法23-39
• 3.2.1 CCS规范中的计算方法23-25
• 3.2.2 二维水动力冲击理论的计算方法25-39
• 3.3 本章小结39-40
• 第4章 船体三维结构有限元建模及计算分析40-71
• 4.1 有限元建模与计算分析软件MSC.Patran/Nastran简介40
• 4.2 整船三维结构有限元模型40-50
• 4.2.1 模型的坐标系的建立与使用量纲的确定40
• 4.2.2 有限元单元划分40-41
• 4.2.3 运用MSC.PATRAN建几何模型41
• 4.2.4 运用MSC.PATRAN划分网格41
• 4.2.5 材料的参数41
• 4.2.6 整船有限元模型41-42
• 4.2.7 模型分舱42-49
• 4.2.8 模型单元简介49-50
• 4.3 边界条件50-51
• 4.4 典型载况分类51-52
• 4.5 载荷计算与施加52-60
• 4.5.1 结构设计载荷规则52-54
• 4.5.2 载荷计算与施加54-60
• 4.6 计算结果60-66
• 4.6.1 未加载砰击载荷的计算结果60-64
• 4.6.2 加载砰击载荷后的计算结果64-66
• 4.7 计算结果分析66-69
• 4.8 本章小结69-71
• 第5章 结论与展望71-73
• 5.1 结论71
• 5.2 展望71-73
• 参考文献73-75
• 致谢75

【参考文献】

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本文编号：484914