江海直达集装箱船疲劳性能研究

发布时间：2017-09-25 12:23

  本文关键词：江海直达集装箱船疲劳性能研究

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【摘要】：疲劳破坏被认为是船舶与海洋工程中常见的破坏形式。江海直达船是近年来国家鼓励研究推广的船型,该船型吃水浅、型宽大,经受江、海域不同波浪载荷的作用,船体结构要求比海船低,比江船高,疲劳问题有待深入研究。基于上述背景,本文以521TEU江海直达集装箱船为依托,对其进行水动力分析、整船强度计算和疲劳研究,主要研究内容包括以下三个方面:(1)基于三维势流理论对特定航线江海直达船进行水动力分析,得到船体运动和船体剖面载荷传递函数;在零航速下预报10-7.5概率水平下波浪载荷沿船长的分布情况,研究不同工况、不同海区波浪对长期预报值的影响,讨论了中低航速下航速对波浪载荷的影响。(2)根据载荷控制参数的长期预报结果,基于设计波法确定江海直达船可能遭遇的最危险波浪,将此波浪载荷施加到整船有限元模型上,得到在设计波作用下船体的应力和位移分布。(3)基于频域谱分析法,以中国沿海波浪长期资料为载荷依据,研究江海直达船的疲劳强度。研究分析不同校核位置处的疲劳损伤规律;讨论热点设置和短峰波谱对疲劳损伤的影响,重点研究了疲劳损伤关于各短期海况的分布,得到疲劳损伤关于有义波高、跨零周期和浪向的分布情况,并探讨了内河波浪对江海直达船的疲劳损伤影响。
【关键词】：江海直达船 设计波法 谱分析法 疲劳损伤
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U661.4;U674.131
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 第1章 绪论13-19
• 1.1 引言13-14
• 1.2 船舶疲劳强度分析国内外研究现状14-17
• 1.3 本文主要研究内容和创新点17-19
• 1.3.1 主要研究内容17
• 1.3.2 创新点17-19
• 第2章 波浪理论及波浪载荷计算理论19-29
• 2.1 引言19
• 2.2 波浪理论19-21
• 2.2.1 不规则波的频谱分析19-20
• 2.2.2 标准海浪谱20-21
• 2.2.3 各方向传播的短峰波谱21
• 2.3 线性变换系统21-22
• 2.4 三维线性势流理论22-24
• 2.5 势函数的解24-25
• 2.6 面元法25-26
• 2.7 波浪载荷短期预报26
• 2.8 波浪载荷长期预报26-27
• 2.9 本章小结27-29
• 第3章 江海直达船波浪载荷研究29-47
• 3.1 引言29
• 3.2 船型资料及装载工况29-30
• 3.3 传递函数的计算与分析30-39
• 3.3.1 水动力模型30-31
• 3.3.2 波浪环境条件和计算参数31-32
• 3.3.3 传递函数计算结果32-39
• 3.4 长期预报参数选择39-40
• 3.5 零航速长期预报结果40-43
• 3.5.1 波浪载荷沿船长分布40-41
• 3.5.2 不同海区预报结果的比较41-42
• 3.5.3 计算值与规范值的比较42-43
• 3.6 波浪弯矩的航速效应43-44
• 3.7 本章小结44-47
• 第4章 江海直达船整船结构强度分析47-61
• 4.1 引言47
• 4.2 设计波法47-48
• 4.2.1 载荷控制参数47-48
• 4.2.2 设计波参数确定48
• 4.3 设计波的验证48-50
• 4.4 边界条件50
• 4.5 平衡校准50-51
• 4.6 应力衡准51
• 4.7 计算结果及分析51-59
• 4.7.1 总纵强度分析51-53
• 4.7.2 横向弯扭工况分析53-56
• 4.7.3 扭转工况分析56-59
• 4.8 本章小结59-61
• 第5章 江海直达船疲劳强度研究61-87
• 5.1 引言61
• 5.2 疲劳谱分析法基本原理61-63
• 5.2.1 疲劳损伤理论61
• 5.2.2 基于频域方法的疲劳损伤计算61-63
• 5.3 疲劳谱分析方法的实现63-72
• 5.3.1 舱口疲劳校核基本流程63
• 5.3.2 舱口疲劳校核精细有限元模型63-67
• 5.3.3 热点位置67-69
• 5.3.4 子模型边界传递69-70
• 5.3.5 计算参数70-72
• 5.4 计算结果及分析72-81
• 5.4.1 各校核位置疲劳计算结果72-76
• 5.4.2 热点设置对校核点疲劳的影响76
• 5.4.3 短峰波浪谱对疲劳的影响76-77
• 5.4.4 疲劳损伤关于海况的分布77-79
• 5.4.5 疲劳损伤关于波高和周期的分布79-80
• 5.4.6 疲劳损伤关于浪向的分布80-81
• 5.5 江海直达船疲劳损伤敏感性分析81-84
• 5.5.1 波浪谱敏感性分析82-83
• 5.5.2 长期海况敏感性分析83-84
• 5.6 考虑内河波浪后的疲劳损伤84-85
• 5.7 本章小结85-87
• 第6章 总结与展望87-89
• 6.1 本文研究总结87-88
• 6.2 展望88-89
• 参考文献89-93
• 攻读硕士期间发表的学术成果93-95
• 致谢95-96
• 详细摘要96-99

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本文编号：917359