VLCC新型边舱斜板结构优化方案研究

发布时间：2017-08-31 09:00

  本文关键词：VLCC新型边舱斜板结构优化方案研究

  更多相关文章： VLCC 疲劳分析 CSR 有限元 节点优化 边舱斜板

【摘要】：油船是世界三大主流船型之一,由于技术相对成熟,地位重要,油船是一国造船业地位的基石。作为油船中的巨无霸——超大型油船(Very Large Crude Oil Carrier,以下简称VLCC)由于本身良好的单次运量和单位运量经济性,在石油运输中具有举足轻重的地位。近些年以来,有统计资料表明,船长大于200m的船,其损坏总数的70%可归类于疲劳损坏,而船舶破坏主要体现在船舶货舱区上折角和下折角的节点疲劳问题,所以节点设计是船舶结构设计中十分重要的内容,大型船舶更是如此,因此VLCC边舱斜板结构节点的优化是十分必要的。本文以某30.8万吨VLCC为目标船舶,主要内容如下所示：第一,分析了CSR关于疲劳强度评估的规定,重点介绍了基于规范计算的名义应力法和基于有限元分析的热点应力法两种疲劳强度计算方法。第二,提出了在圆弧端点加设纵向加强筋、在圆弧中心加设纵向加强筋两种下折角结构的优化方案,对原始设计以及两种优化设计的结构形式进行分析对比,指出三种方案在结构疲劳强度、结构布局、施工工艺方面的优缺点。进行了优化方案的规范计算和有限元计算,结果证明优化方案的疲劳强度得到有效提高：第三,从施工角度进行分析,对船舶上、下折角的焊接方式进行了优化,通过分析对比,得到满足施工工艺的优化设计结果。第四,通过对两种方案的对比,新方案在改善应力集中、增加疲劳强度、降低施工难度、方便精度控制、降低建造成本、提高建造效率等方面具有明显优势。其中,在圆弧中心加设纵向加强筋的方案要优于在圆弧端点加设纵向加强筋的方案,能够明显地提高疲劳强度,节省建造成本,利于现场施工。第五,进一步探讨了圆弧板的建造技术,对于该项技术的应用进行了创新,该技术不仅可以用于内底与边斜板结构相连的下折角,也适用于内壳板及斜内壳板与水平桁的连接结构上,本文从施工角度对该方案的可行性进行了全面分析。折角点的疲劳强度是大型船舶的重点关注问题,关系到船舶的安全性、使用寿命等问题；折角点的施工又是船舶建造的难点之一。本文提出的优化方案,可以有效地提高该结构的疲劳强度,降低施工难度,节约成本,为大型船舶折角点结构优化提供了技术支持。
【关键词】：VLCC 疲劳分析 CSR 有限元 节点优化 边舱斜板
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U674.133.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-18
• 1.1 研究背景及意义9-11
• 1.2 现有VLCC船舶疲劳安全性描述11-13
• 1.3 依托工程船型简介13-17
• 1.3.1 主要技术参数14-17
• 1.4 本文主要内容17-18
• 2 船体结构疲劳寿命分析方法18-30
• 2.1 名义应力法19-27
• 2.1.1 CSR疲劳强度校核要求部位19-20
• 2.1.2 名义应力法的特点20
• 2.1.3 疲劳载荷20
• 2.1.4 应力范围20-23
• 2.1.5 S-N曲线的选择23-24
• 2.1.6 疲劳寿命计算24-27
• 2.2 热点应力法27-29
• 2.2.1 疲劳强度评估部位27-28
• 2.2.2 热点位置的确定28
• 2.2.3 计算工况28
• 2.2.4 评估衡准28-29
• 2.3 本章小结29-30
• 3 新型节点形式设计研究30-50
• 3.1 传统设计30-37
• 3.1.1 静水设计弯矩及波浪弯矩31-32
• 3.1.2 传统VLCC下折角节点形式的规范计算32-33
• 3.1.3 传统VLCC下折角节点形式的有限元分析33-37
• 3.2 方案设计37-40
• 3.2.1 方案1；在圆弧端点加设纵向加强筋的规范设计37-39
• 3.2.2 方案2：在圆弧中心加设纵向加强筋的规范设计39-40
• 3.3 方案设计的规范计算40-42
• 3.4 方案设计的有限元分析42-47
• 3.4.1 方案1：在圆弧端点加设纵向加强筋的有限元分析42-45
• 3.4.2 方案2：在圆弧中心加设纵向加强筋的有限元分析45-47
• 3.5 设计方案对比47-48
• 3.6 其他优化方案48-49
• 3.6.1 内壳上折角优化设计48
• 3.6.2 内壳下折角全焊透优化设计48-49
• 3.7 本章小结49-50
• 4 建造技术创新优化研究50-55
• 4.1 高应力区结构精度控制技术研究50
• 4.2 技术解决措施50-54
• 4.3 本章小结54-55
• 5 结论55-57
• 参考文献57-59
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况59-60
• 致谢60-61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 吴嘉蒙;蒋晔鹏;;CSR对超大型油船装载及压载舱分舱的影响[J];船舶;2006年06期

2 冯国庆,任慧龙;船体结构疲劳评估的设计波法[J];哈尔滨工程大学学报;2005年04期

3 吴小康 ,任淑霞 ,赵洪武;船舶结构疲劳强度研究[J];船舶设计通讯;2004年02期

4 章漪云,何晓航;高强度钢在船体结构中的应用探讨[J];船舶;2004年02期

5 王然章,彭文科,詹志鹄,胡毓仁,陈伯真;采用简化方法的船体结构疲劳强度校核[J];中国造船;1999年02期

6 崔维成,蔡新刚,冷建兴;船舶结构疲劳强度校核研究现状及我国的进展[J];船舶力学;1998年04期

7 赵耕贤,杨志勇;15万吨油船有限元强度分析及方法研究[J];船舶;1997年06期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 冯国庆;船舶结构疲劳强度评估方法研究[D];哈尔滨工程大学;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 尚保国;超大型原油船总体能效设计关键技术研究[D];上海交通大学;2012年

2 李旭;船体结构共同规范疲劳强度评估方法比较研究[D];哈尔滨工程大学;2009年

3 张爱兵;基于CSR的大型油船（VLCC）结构设计研究[D];哈尔滨工程大学;2008年

4 李丹丹;38万吨VLOC的的船体结构形式与强度分析研究[D];上海交通大学;2008年

，

本文编号：764647