超大型矿砂船舱口盖的结构强度研究

发布时间：2017-09-14 16:00

  本文关键词：超大型矿砂船舱口盖的结构强度研究

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【摘要】：舱口盖是船舶主要结构设备之一，一般用于遮蔽舱口，保护舱内货物不受风浪、雨水的侵袭，并作在船舶装卸货物时能够便于开启和关闭的装置。舱口盖的结构强度关系着船舶运行的安全性能，随着船舶的大型化和舱口盖功能的多样化，舱口盖的结构强度问题越来越受到设计方和建造方的重视。舱口盖设计一般是遵照船级社相关规范确定板材规格和结构尺寸，但舱口盖的整体结构强度和动态性能很难通过传统的计算方式得出结果。 本文300,000DWT矿砂船舱口盖为研究对象，利用ANSYSWorkbench对舱口盖进行三维建模并计算整体结构强度及其固有频率、固有振型。通过舱口盖在自身重力作用下顶板变形的测得数据与有限元计算结果比较，验证舱口盖有限元模型的准确性；根据IACS URS21规范要求确定舱口盖主要支撑部件尺寸，并分别对矿砂船不同位置的舱口盖结构强度进行校核，优化结构设计；通过模态分析结果，得出舱口盖的固有频率和容易发生振动破坏的薄弱部位，并提出合理的解决方案。 总之，，通过对舱口盖整体结构强度的研究，给出了基于有限元技术对舱口盖整体结构强度分析的方法，获取了舱口盖整体结构的应力大小、固有频率及其随激振频率变化的模态振型，研究结果为大跨距舱口盖结构的合理设计、破坏部位预测提供理论依据。
【关键词】：舱口盖 有限元法 ANSYS Workbench 结构强度 模态分析
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U661.43
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 绪论11-17
• 1.1 概述11-12
• 1.2 研究现状12-15
• 1.2.1 舱口盖的发展12-14
• 1.2.2 舱口盖研究现状14-15
• 1.3 论文研究的目的和意义15
• 1.4 论文研究的主要内容15-17
• 2 舱口盖结构设计17-27
• 2.1 概述17
• 2.2 船体基本参数17-18
• 2.3 舱口盖结构设计18-25
• 2.3.1 舱口盖的结构形式确定19-20
• 2.3.2 舱口盖限位装置20-21
• 2.3.3 驱动装置21-22
• 2.3.4 密闭装置22
• 2.3.5 舱口盖顶部板材厚度22-23
• 2.3.6 舱口盖扶强材23-24
• 2.3.7 舱口盖主要支撑构件强度校核24-25
• 2.4 舱口盖强度与稳定性的影响因素25-26
• 2.5 本章小结26-27
• 3 舱口盖强度计算与优化27-57
• 3.1 概述27
• 3.2 舱口盖的理论模型27-32
• 3.2.1 舱口盖的正交各向异性分析27-30
• 3.2.2 正交各向异性板的刚塑性模型30-32
• 3.3 舱口盖结构强度分析32-38
• 3.3.1 有限元模型32-34
• 3.3.2 边界条件34
• 3.3.3 自重状态下的顶板挠度计算与工程应用34-38
• 3.4 舱口盖强度计算与优化38-49
• 3.4.1 施加载荷38
• 3.4.2 许用挠度与应力38-39
• 3.4.3 计算结果39-49
• 3.5 舱口盖屈曲分析49-55
• 3.5.1 Y 方向受压时的屈曲计算50-51
• 3.5.2 X 方向受压时的屈曲计算51-53
• 3.5.3 舱口盖普通横梁的屈曲校核与优化53-54
• 3.5.4 舱口盖纵横框架的屈曲校核54-55
• 3.6 本章小结55-57
• 4 舱口盖模态分析57-64
• 4.1 概述57
• 4.2 舱口盖模态分析57-63
• 4.2.1 模态分析简介57
• 4.2.2 振动基本方程的建立57-58
• 4.2.3 计算结果与分析58-63
• 4.3 本章小结63-64
• 5 总结与展望64-66
• 5.1 总结64-65
• 5.2 展望65-66
• 参考文献66-69
• 致谢69-70
• 攻读学位期间发表的学术论文目录70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 赵永生;顾敏童;周庆华;;19500dwt货船多块折叠式舱口盖动力学仿真分析[J];船舶工程;2007年02期

2 赵永生;顾敏童;陈洪平;卞高翔;;8530 TEU集装箱船舱口盖导向装置碰撞分析[J];船舶工程;2007年04期

3 余龙;顾敏童;夏利娟;卞高翔;陈洪平;;大型集装箱船舱口盖疲劳寿命研究[J];船舶工程;2008年01期

4 黄海燕;王德禹;;加筋板结构的自由振动分析[J];船舶工程;2008年06期

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10 余龙;顾敏童;夏利娟;郑丰;姚海峰;;8530TEU集装箱船舱口盖局部结构疲劳分析[J];江苏科技大学学报(自然科学版);2008年01期

本文编号：850929