散货船纵向下水载荷预报及底部结构响应研究

发布时间：2017-07-18 00:31

  本文关键词：散货船纵向下水载荷预报及底部结构响应研究

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【摘要】：纵向重力式船台下水是目前我国大、中型船厂普遍采用的一种下水方式。这种下水方式适用于不同船型和下水重量的船舶,并具有设备简单、建造费用低和管理维护方便等优点,但它也有下水工艺比较复杂,尾浮时会产生很大的首压力等缺点。随着现代造船业的发展,所造的新船出现了些新的特点、新挑战,直接影响到船舶、船台的下水安全性,近年来船舶纵向下水时船体、船台结构受损的事故时有发生。因此在船舶设计阶段,纵向下水时下水船舶的载荷预报及底部结构响应研究,对保证船舶纵向下水安全有着重要意义。本文开展了散货船纵向下水载荷预报及底部结构响应研究。首先,研究船舶下水布置及下水各阶段受力分析,为纵向下水的载荷预报及底部结构响应的数值模拟奠定了理论基础与力学基础;其次,以典型散货船纵向下水为实例,计算得到了一系列下水计算的主要参数数据和下水过程中水域对船体作用的载荷预报;然后,建立全船有限元模型,进行各个滑程状态时船体底部结构有限元模拟研究,分析出底部结构可能出现损坏的危险工况即局部尾弯和尾浮工况,以及与危险工况相对应的船体区域;最后,分别对散货船典型货舱区域在局部尾弯工况时和船首防撞舱壁附近区域在尾浮工况时进行有限元模拟研究,得到与危险工况相对应的船体底部结构响应情况,对下水船舶底部结构强度进行评估。本文主要研究工作如下:(1)船舶纵向重力式下水布置及主要阶段受力分析研究。分析纵向下水过程中四个阶段的受力情况以及可能出现的不利情况,对这些不利情况的避免或改善提出了相应的措施,为纵向下水的载荷预报及船底部结构响应的数值模拟奠定了理论基础与力学基础;(2)全船下水过程下水计算及载荷预报研究。以一艘典型散货船纵向下水为例,开展了全船在典型潮高及不同假定潮高下水时,从滑行开始到完全漂浮的下水过程中,全船下水情况的数值模拟研究。得到全浮时首支架距离滑道末端距离、尾浮时首支架距离强力区距离、尾浮时重心距离滑道末端距离等一系列下水计算主要参数数据,得到水域对船体作用的载荷预报。得出下水船舶在典型潮高及不同假定潮高下水时,底部结构不会因为下水区域水深过浅而破坏的结论;(3)全船下水过程船体梁受力分析研究。在得到了下水船舶从滑行开始到完全漂浮滑程中载荷预报的基础上,建立全船船体梁有限元模型,进行各个滑程状态时船体底部结构有限元模拟研究。分析得到局部尾弯和尾浮工况为底部结构可能出现损坏的危险工况,以及与危险工况相对应的船体区域;(4)散货船纵向下水底部结构强度评估研究。在船体梁有限元模型受力分析得到的两个危险工况,以及与危险工况相对应的船体区域的基础上,分别开展了典型货舱区域在局部尾弯工况时和船首防撞舱壁附近区域在尾浮工况时的有限元模拟研究。分别得到不同工况时典型货舱区域和船首防撞舱壁附近区域底部结构的响应情况,对下水船舶底部结构强度进行评估。
【关键词】：船舶纵向下水 有限元方法 载荷预报 结构强度
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U674.134
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-14
• 第1章 绪论14-20
• 1.1 课题的研究背景和意义14-15
• 1.2 国内外研究现状15-18
• 1.2.1 船舶下水理论计算研究现状15-16
• 1.2.2 船舶下水工艺研究现状16-17
• 1.2.3 船舶下水数值模拟研究现状17-18
• 1.3 本文的研究内容和创新点18-20
• 1.3.1 本文的研究内容18-19
• 1.3.2 本文的创新点19-20
• 第2章 船舶下水布置及下水各阶段受力分析20-26
• 2.1 引言20
• 2.2 纵向下水的下水布置研究20
• 2.3 纵向下水的四个阶段受力分析研究20-24
• 2.3.1 纵向下水第一阶段受力分析20-21
• 2.3.2 纵向下水第二阶段受力分析21-23
• 2.3.3 纵向下水第三阶段受力分析23
• 2.3.4 纵向下水第四阶段受力分析23-24
• 2.4 本章小结24-26
• 第3章 全船下水过程下水计算及载荷预报26-40
• 3.1 引言26
• 3.2 NAPA软件简介26-27
• 3.3 全船模型下水计算27-38
• 3.3.1 全船下水计算说明27-29
• 3.3.2 典型潮高下水的NAPA计算结果29-35
• 3.3.3 其他假设潮高下水计算结果汇总35-38
• 3.4 本章小结38-40
• 第4章 全船下水过程船体梁受力分析研究40-60
• 4.1 引言40
• 4.2 MSC/PATRAN与MSC/NASTRAN基本理论40-42
• 4.2.1 MSC/PATRAN功能简介40-41
• 4.2.2 MSC/NASTRAN功能简介41-42
• 4.2.3 MSC/PATRAN建模和MSC/NASTRAN分析过程42
• 4.3 全船下水船体梁有限元模型受力分析42-51
• 4.3.1 建立船体梁有限元模型42-47
• 4.3.2 建立支墩模型47-49
• 4.3.3 空船重量载荷49-50
• 4.3.4 船体梁有限元模型边界条件50-51
• 4.4 计算结果与分析51-57
• 4.4.1 不同滑程底部结构受力分析51-52
• 4.4.26 号货舱后部区域受力分析52-55
• 4.4.3 船首防撞舱壁区域受力分析55-57
• 4.5 本章小结57-60
• 第5章 散货船纵向下水底部结构强度评估60-76
• 5.1 引言60
• 5.2 典型货舱区域底部结构强度评估60-67
• 5.2.1 典型货舱后部区域有限元模型61-62
• 5.2.2 边界条件及载荷62-64
• 5.2.3 计算结果及分析64-67
• 5.3 船首防撞舱壁附近区域底部结构强度评估67-73
• 5.3.1 船首防撞舱壁附近区域有限元模型68-69
• 5.3.2 边界条件及载荷69-71
• 5.3.3 计算结果及分析71-73
• 5.4 本章小结73-76
• 第6章 总结与展望76-80
• 6.1 本文主要工作及结论76-78
• 6.2 进一步研究工作展望78-80
• 参考文献80-84
• 致谢84

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 周执平;4350DWT多用途货船纵向下水强度计算[J];船舶;2002年06期

2 夏小浩;;2750TEU集装箱船下水计算与滑道改造[J];浙江海洋学院学报(自然科学版);2006年01期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 吴祥虎;首尾尖瘦型船舶纵向下水研究[D];华中科技大学;2007年

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本文编号：555305