半滑行前三体高速船砰击载荷及强度研究

发布时间：2017-09-26 06:32

  本文关键词：半滑行前三体高速船砰击载荷及强度研究

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【摘要】：作为一种高性能新船型,前三体船的稳性、快速性和耐波性等航行性能非常出色。前三体船的三个船体共享主甲板以及上层建筑等结构,这种结构形式提供了宽阔的甲板面积以及优秀的水动力性能,同时也导致前三体船砰击载荷及强度研究的复杂性。 本文利用LS-DYNA仿真软件的ALE算法,研究了某半滑行前三体高速客货运输船航行过程中的船首底部入水砰击问题,建立了前三体船的三维有限元模型,数值模拟了前三体船的入水过程,得到前三体船船首底部各位置的砰击载荷时程曲线。为了分析前三体船船底砰击载荷分布的原因,本文分别对不同斜升角的V型船、忽略空气作用的前三体船模型和不考虑侧体的模型进行了研究。同时根据仿真结果提出前三体船船首底部结构所受砰击载荷峰值的拟合曲线,作为前三体船船底结构设计的重要参考。 利用ABAQUS有限元软件,采用按照直接载荷分析加载和按照英国劳氏船级社三体船入级规范对前三体船进行总强度分析。详细分析了载荷的计算以及载荷的具体加载方式,通过直接计算,得到全船结构强度应力,对比分析两种方法的合理性,总结前三体船的受力特点,对前三体船的结构优化提出建议。本文对其他前三体船的有限元直接计算有一定的借鉴作用,本文结果对前三体船的设计与开发有一定的参考价值。
【关键词】：前三体船 砰击载荷 LS-DYNA 有限元 规范校核
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U674.951;U661.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-12
• 1.1 立题背景8
• 1.2 立题意义8-9
• 1.3 研究状况9-10
• 1.3.1 船体入水砰击研究状况9-10
• 1.3.2 船体结构强度分析的研究状况10
• 1.4 本文的主要研究工作10-12
• 2 结构入水砰击仿真的基本理论和关键技术12-23
• 2.1 结构入水砰击仿真的基本理论12-18
• 2.1.1 ALE分析方法12-13
• 2.1.2 ALE方法理论基础13-16
• 2.1.3 材料特性的定义16-18
• 2.2 结构入水砰击仿真的关键技术18-19
• 2.2.1 本文砰击仿真分析流程18
• 2.2.2 本文砰击仿真分析所涉及软件简介18-19
• 2.3 可行性验证19-23
• 3 前三体船船底砰击仿真计算与结果分析23-50
• 3.1 前三体船仿真模型23-26
• 3.1.1 主尺度24
• 3.1.2 主要结构布置24-26
• 3.2 相对砰击速度26-28
• 3.3 前三体船船底砰击压力计算结果28-32
• 3.4 前三体船船底砰击压力影响因素分析32-48
• 3.4.1 验证斜升角β对于砰击载荷的影响33-40
• 3.4.2 验证侧体对于砰击载荷的影响40-44
• 3.4.3 验证空气垫对于砰击载荷的影响44-48
• 3.5 砰击载荷峰值及其公式回归48-49
• 3.6 本章小结49-50
• 4 前三体船结构强度直接计算50-68
• 4.1 全船有限元模型51-53
• 4.1.1 用于建立前三体船有限元模型的图纸及文件资料51
• 4.1.2 材料的主要属性51
• 4.1.3 坐标系51
• 4.1.4 网格划分51-53
• 4.2 按照直接载荷分析加载53-57
• 4.2.1 载荷计算53
• 4.2.2 边界条件53-54
• 4.2.3 工况选取54
• 4.2.4 波形的确定54-55
• 4.2.5 外力的调平55-56
• 4.2.6 分析结果应力云图56
• 4.2.7 分析结果汇总56-57
• 4.3 按照劳氏规范加载57-67
• 4.3.1 计算工况及载荷施加方式57-58
• 4.3.2 载荷的施加方式58-64
• 4.3.3 边界条件64
• 4.3.4 分析结果应力云图64-66
• 4.3.5 分析结果汇总66-67
• 4.4 本章小结67-68
• 5 结论与展望68-70
• 5.1 结论68-69
• 5.2 展望69-70
• 参考文献70-73
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况73-74
• 致谢74-75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：921996