近年來,世界航運業(yè)競爭日益激烈,集裝箱船不斷向高速化、大型化發(fā)展,船體船體剛度不斷下降,彈振效應(yīng)顯著,同時其甲板大開口使得船體容易發(fā)生水平彎曲和扭轉(zhuǎn)的耦合振動,由此帶來的艙口角隅等位置的疲勞強(qiáng)度問題成為業(yè)界關(guān)注的熱點。本文將針對超大型集裝箱船,探究考慮彎扭耦合聯(lián)合作用的彈振載荷和結(jié)構(gòu)響應(yīng)計算方法及彎扭耦合彈振對疲勞強(qiáng)度的影響。本文以一艘21000TEU集裝箱船為例,首先采用基于遷移矩陣法的模態(tài)分析程序計算船體的垂向和彎扭耦合模態(tài),并與有限元模態(tài)結(jié)果進(jìn)行了對比,驗證了本文中遷移矩陣法模態(tài)分析程序的可靠性,并基于模態(tài)結(jié)果預(yù)報了目標(biāo)船的彈振波浪載荷。而后依據(jù)規(guī)范,采用譜分析方法來校核超大型集裝箱船的疲勞強(qiáng)度。分別設(shè)計開展了基于剛體理論和彈振載荷作用下的結(jié)構(gòu)有限元準(zhǔn)靜態(tài)響應(yīng)分析,通過對角隅等典型結(jié)構(gòu)的疲勞損傷和壽命的計算評估,并將兩者對比分析,探究了彈振對超大型集裝箱船疲勞強(qiáng)度的影響。通過研究對比發(fā)現(xiàn),基于準(zhǔn)靜態(tài)方法下的彈振響應(yīng)導(dǎo)致的疲勞損傷明顯大于剛體理論,疲勞壽命降低了約10%-40%,有的高達(dá)45%,因此在校核超大型集裝箱的疲勞強(qiáng)度時,彈性效應(yīng)的貢獻(xiàn)不可忽視。進(jìn)一步地,參考中國船級社規(guī)范...

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２有限元準(zhǔn)靜態(tài)響應(yīng)計算

算程序或軟件計算載荷，用有限元方法輸出應(yīng)力，因而更加可靠，但是工作量較大�；�??于譜分析理論的直接計算法計算疲勞是目前來講最合理和較為精確的方法。結(jié)構(gòu)應(yīng)力的??直接計算方法常用的有準(zhǔn)靜態(tài)分析方法和動力響應(yīng)分析方法。計算流程如圖１．２和圖１．３??所示。準(zhǔn)靜態(tài)分析方法是目前各船級社....

圖２．２坐標(biāo)系示意圖??

圖２．２坐標(biāo)系示意圖??固定坐標(biāo)系０－義位，ＯＹ７坐標(biāo)面在水平面上，ＯＺ軸豎直向上；??隨船平動坐標(biāo)系ｏ－ｘ＿ｙｚ，初始時刻與坐標(biāo)系重合；??固船坐標(biāo)系Ｇ－ｘｊａ，即原點Ｇ固連于船體質(zhì)心，坐標(biāo)系隨船體運動場速度勢的分解??隨船平動坐標(biāo)系ｏ－ｘｙｚ中，流場總速度勢可以分解為定常和非....

圖２．５結(jié)構(gòu)外殼網(wǎng)格

?－??圖２．５結(jié)構(gòu)外殼網(wǎng)格?圖２．６分段質(zhì)量模型??模態(tài)計算之前首先需要準(zhǔn)備相應(yīng)的剖面參數(shù)準(zhǔn)備文件。分段質(zhì)量和剖面慣性矩由己??有的資料中獲得，亦可以通過軟件進(jìn)行稱量提取。彎曲扭轉(zhuǎn)剖面參數(shù)中的圣維南扭轉(zhuǎn)慣??性矩、剪心位置和扇性慣性矩等重要的扭轉(zhuǎn)剪切參數(shù)則使用ＣＣＳ中國船級社開....

圖２．７開口梁分段模型建立?圖２．８剪流計算??

?ｌ＿—■■—■■■．．：，．ｉ??圖２．７開口梁分段模型建立?圖２．８剪流計算??垂向和彎扭振動方程里的相關(guān)參數(shù)確定之后便可以通過編制的模態(tài)計算程序進(jìn)行??模態(tài)計算。遷移矩陣法計算模態(tài)時模態(tài)計算階數(shù)可以由計算者自行設(shè)置，但是考慮到遷??移矩陣法在高階計算的準(zhǔn)確性難以保證，且在后....

本文編號：3967475