江海直达散货船疲劳强度直接计算研究

发布时间：2017-09-25 20:33

  本文关键词：江海直达散货船疲劳强度直接计算研究

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【摘要】：疲劳失效是船体结构破坏的主要模式之一。尤其是对于大尺度船和高强度钢船来说，疲劳问题更加严重。船体结构疲劳问题在船舶行业内引起广泛重视。船体结构疲劳强度评估方法的研究显得愈发重要。 江海直达船是一种特殊船型，它不同于传统的江船和海船，其航行过程要跨越江、海两级航区，必须能够经受江、海两个不同气象水文条件对船舶结构安全性的考验。同时，江海直达船结构上的特殊性——宽而扁的船体对结构的强度和刚度都有很大影响。江海直达船在江上和海上航行时，承受不同的波浪载荷，波浪周期和波高也有很大不同。因此，有必要对江海直达船的结构强度，特别是结构疲劳强度进行直接计算研究。 本文阐述了船舶结构疲劳分析的基本理论和评估方法，重点介绍了疲劳评估直接计算法中的谱分析法；并以江海直达散货船为研究对象，运用水动力分析方法和有限元分析方法，采用挪威船级社（DNV）的SESAM软件系统对其在典型装载状态下的波浪诱导运动及波浪诱导载荷进行了短期预报和长期预报，确定设计波参数；将设计波作用在整船结构模型上，进行整船结构强度计算，得到全船结构的变形和应力分布；以整船应力分析结果为参照确定疲劳校核点，采用谱分析法对确定的校核点进行疲劳强度评估，得到校核点的疲劳损伤度和疲劳寿命，并对疲劳损伤的影响因素进行分析。 本文的计算结果对江海直达散货船的结构设计有一定的参考价值，，所采用的方法对其它类型船舶的疲劳强度分析有一定的借鉴意义。
【关键词】：江海直达船 疲劳强度 谱分析法 SESAM软件
【学位授予单位】：浙江海洋学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U661.43;U674.134
【目录】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-10
• 目录10-13
• 第一章 绪论13-17
• 1.1 引言13-14
• 1.2 国内外船舶结构疲劳强度研究现状14-15
• 1.3 论文研究内容与方法15-17
• 1.3.1 研究内容15-16
• 1.3.2 研究方法16-17
• 第二章 疲劳评估的基本理论17-31
• 2.1 疲劳分析方法概述17-19
• 2.1.1 S-N 曲线法17-18
• 2.1.2 断裂力学法18
• 2.1.3 可靠性方法18-19
• 2.2 S-N 曲线和疲劳累积损伤理论19-25
• 2.2.1 S-N 曲线19-21
• 2.2.2 Miner 线性累积损伤理论21-22
• 2.2.3 连续型载荷谱作用下的疲劳累积损伤22-24
• 2.2.4 分段连续型载荷谱作用下的疲劳累积损伤24-25
• 2.3 基于 S-Ｎ曲线的简化计算法和直接计算法25-26
• 2.3.1 基于 S-N 曲线的简化计算法25
• 2.3.2 基于 S-N 曲线的直接计算法25-26
• 2.4 疲劳谱分析法26-29
• 2.4.1 应力响应传递函数26
• 2.4.2 应力响应谱26-28
• 2.4.3 应力范围的短期分布28
• 2.4.4 疲劳累积损伤度计算28-29
• 2.4.5 基于 SESAM 软件的结构疲劳评估流程29
• 2.5 本章小结29-31
• 第三章 江海直达散货船波浪载荷预报31-49
• 3.1 引言31
• 3.2 船型资料及主要装载工况31-32
• 3.3 三维水动力计算模型32-34
• 3.3.1 湿表面模型32-33
• 3.3.2 质量模型33-34
• 3.4 计算条件和参数选择34-37
• 3.5 波浪载荷短期预报37-42
• 3.6 波浪载荷长期预报42-48
• 3.6.1 波浪散布图42-43
• 3.6.2 长期预报结果及分析43-48
• 3.7 本章小结48-49
• 第四章 江海直达散货船整船结构强度分析49-66
• 4.1 引言49-50
• 4.2 计算工况50-51
• 4.3 结构特点51
• 4.4 整船结构有限元模型51-55
• 4.4.1 模型范围51-52
• 4.4.2 坐标系和单位52
• 4.4.3 模型单元52
• 4.4.4 材料参数52-55
• 4.5 设计波参数55-57
• 4.6 边界条件及平衡校核57-58
• 4.6.1 边界条件57
• 4.6.2 平衡校核57-58
• 4.7 强度标准58
• 4.8 计算结果及分析58-65
• 4.9 本章小结65-66
• 第五章 江海直达散货船疲劳强度评估66-85
• 5.1 引言66
• 5.2 疲劳校核精细有限元模型66-70
• 5.3 疲劳校核相关参数选取70-71
• 5.4 疲劳计算结果及分析71-84
• 5.4.1 热点位置参数71-72
• 5.4.2 压载状态疲劳校核计算结果72-78
• 5.4.3 满载状态疲劳校核计算结果78-82
• 5.4.4 比较分析82-83
• 5.4.5 考虑时间分配的疲劳校核计算结果83-84
• 5.5 本章小结84-85
• 第六章 总结与展望85-87
• 6.1 总结85-86
• 6.2 创新点86
• 6.3 展望86-87
• 参考文献87-90
• 致谢90-91
• 在读期间发表的学术论文及研究成果91

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：919479