本文關鍵詞：船體總縱強度分析中波浪非線性載荷的計算研究

  更多相關文章： 總縱強度 波浪載荷 非線性 設計波

【摘要】：波浪載荷是船體結構總縱強度校核當中的關鍵性載荷。對于標準船型,船級社在入級規(guī)范給出了總縱強度校核時波浪載荷設計值的計算公式和對應的許用衡準。對于非常規(guī)船型,波浪載荷則需要通過水動力直接計算的方法進行。目前,使用基于頻域線性算法計算波浪載荷的頻率響應函數并配合法譜分析計算波浪載荷設計值的線性方法,在非常規(guī)船型波浪載荷直接計算中應用最為普遍,是各船級社所推薦的波浪載荷設計值的直接計算方法。但是,由于使用頻域線性算法不能考慮波浪載荷的非線性效應,對于小方形系數船舶進行載荷計算時將產生較大的誤差。尤其在波浪載荷設計值的預報上,由于波浪載荷設計值發(fā)生在海浪波幅較大的情況下,此時波浪載荷的非線性效應非常顯著,線性算法計算的波浪載荷設計值與實際情況有很大的偏差。在這種情況下應采用時域非線性算法對波浪載荷進行計算,并通過數理統(tǒng)計的方法對波浪載荷的設計值進行預報。針對這一情況,本文研究了船體總縱強度校核當中波浪載荷的非線性計算方法,主要完成的工作和結論有:(1)對確定波浪載荷設計值的規(guī)范公式、坦谷波法、頻域線性算法和時域非線性算法的原理進行了對比和分析,說明在計算船艏外飄明顯,且舷側不與靜水面垂直的小方形系數船舶時,應使用時域非線性算法。(2)以一艘方形系數Cb=0.52的高速船為研究對象,以船舯剖面波浪彎矩為例,使用頻域線性算法計算了載荷的頻率響應函數,并通過譜分析方法進行了載荷設計值的長期預報;使用時域非線性計算的方法對船體在隨機波浪之下的載荷響應進行了長時間的數值計算,使用數理統(tǒng)計的方法對彎矩值進行了采樣和分布擬合,確定了計及非線性效應的波浪彎矩設計值。(3)提出利用等效設計波法對非線性波浪載荷時域計算的簡化方法——“非線性設計波法”,給出了設計波參數的選取辦法,使用“非線性設計波”計算了波浪載荷的設計值,與隨機波浪下的計算結果進行了比較,結果吻合較好。(4)使用全船結構直接計算的方法,給出了使用“非線性設計波”法進行船體結構強度校核的過程,包括:全船結構有限元模型的建模要求,邊界條件與載荷施加方法。最后列舉了本文研究對象的結構求解結果。
【關鍵詞】：總縱強度 波浪載荷 非線性 設計波
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U661.43
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 研究背景和意義10-13
• 1.2 國內外研究現狀13-18
• 1.2.1 船舶總縱強度分析方法13-14
• 1.2.2 波浪載荷設計值的確定方法14-18
• 1.3 本文主要研究內容18-20
• 第二章 船體波浪載荷設計值計算方法20-40
• 2.1 概述20-21
• 2.2 坦谷波法21
• 2.3 規(guī)范公式21-22
• 2.4 水動力數值計算方法22-29
• 2.4.1 船體在規(guī)則波中運動的基本方程22-26
• 2.4.2 波浪附加載荷計算26-27
• 2.4.3 船體響應的頻域線性解27-28
• 2.4.4 船體響應的時域非線性算法28-29
• 2.5 確定波浪載荷設計值的數理統(tǒng)計方法29-39
• 2.5.1 不規(guī)則波浪的隨機理論29-31
• 2.5.2 常用波浪譜31-32
• 2.5.3 船體運動和載荷的響應譜32-33
• 2.5.4 波浪載荷的幅值分布33-38
• 2.5.5 波浪載荷設計值的確定38-39
• 2.6 本章小結39-40
• 第三章 船體波浪載荷設計值計算40-63
• 3.1 引言40
• 3.2 研究對象的基本信息40-41
• 3.3 模型建立41-43
• 3.4 基于頻域線性算法的載荷設計值計算43-45
• 3.4.1 波浪載荷頻率響應函數計算44
• 3.4.2 波浪載荷的短期和長期預報44-45
• 3.5 基于時域非線性算法的載荷設計值計算45-52
• 3.5.1 確定設計海況46-48
• 3.5.2 計算參數設定48-51
• 3.5.3 舯剖面彎矩計算結果51-52
• 3.6 結果對比與分析52-61
• 3.6.1 舯剖面波浪彎矩幅值分布的對比54-57
• 3.6.2 舯剖面波浪彎矩幅值分布的擬合57-60
• 3.6.3 舯剖面波浪彎矩設計值對比60-61
• 3.7 本章小結61-63
• 第四章 等效設計波法63-69
• 4.1 引言63-64
• 4.2 設計波參數的確定64
• 4.2.1 波長和浪向角64
• 4.2.2 波幅64
• 4.3 船舯剖面的波浪彎矩計算64-68
• 4.3.1 線性算法和非線性算法的結果比較65-66
• 4.3.2 非線性設計波法和非線性隨機波浪法的結果比較66-67
• 4.3.3 非線性設計波法與現有載荷直接計算方法的比較67-68
• 4.4 本章小結68-69
• 第五章 船體結構響應計算69-77
• 5.1 引言69
• 5.2 結構模型的建立69-71
• 5.2.1 模型范圍69
• 5.2.2 全船結構有限元單元類型69-70
• 5.2.3 網格劃分要求及材料特性70-71
• 5.3 邊界條件和載荷施加71-72
• 5.3.1 邊界條件71-72
• 5.3.2 載荷施加方式72
• 5.4 結構響應結果72-76
• 5.5 本章小結76-77
• 第六章 總結與展望77-81
• 6.1 主要工作內容與結論77-78
• 6.2 進一步工作展望78-81
• 參考文獻81-85
• 致謝85-86
• 攻讀碩士學位期間已發(fā)表或錄用的論文86-88

【相似文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 王修敏;仇遠旺;任榮社;呂運;丁志龍;;浮吊船總縱強度計算研究[J];機電技術;2012年02期

2 任凱;浦金云;;破損艦艇拖航中總縱強度的安全性分析[J];船海工程;2007年03期

3 黃婉玲;;內河鋼質船舶完工總縱強度的校核[J];廣東造船;2010年04期

4 肖紅文;劉家新;;江海直達貨船總縱強度規(guī)范計算及研究[J];船海工程;2011年06期

5 劉世寧;李文釗;周永豐;段江清;吳榮寶;姚有順;;艦船總縱強度有限元分析及程序[J];武漢造船;1979年01期

6 曾廣武;用電子計算機進行艦船總縱強度計算[J];華中工學院學報;1980年S4期

7 郭昌捷;油輪總縱強度的相對可靠度及局部安全因子[J];大連理工大學學報;1988年04期

8 陳慶強,孫兆康,朱勝昌,江南;3800箱集裝箱船總縱強度計算兩種方法對比研究[J];船舶力學;2001年01期

9 王福花,王維,朱勝昌,顧學康;大型艦船總縱強度計算方法研究(英文)[J];船舶力學;2005年03期

10 付攀;牟金磊;晁愛民;;船體總縱強度問題的試驗分析[J];江蘇船舶;2009年02期

中國重要會議論文全文數據庫 前4條

1 莊立球;;古船研究中的總縱強度計算[A];第四屆全國結構工程學術會議論文集（下）[C];1995年

2 謝永和;;利用圖形法估算船體總縱強度[A];計算力學研究與進展——中國力學學會青年工作委員會第三屆學術年會論文集[C];1999年

3 朱勝昌;陳慶強;郭列;江曉玲;;艦船總縱強度校核中的結構穩(wěn)定性要求[A];2007年船舶力學學術會議暨《船舶力學》創(chuàng)刊十周年紀念學術會議論文集[C];2007年

4 吳善剛;邱文昌;;基于船體型線圖的縱傾與總縱強度計算方法[A];2001航海技術現狀與發(fā)展趨勢論文集[C];2001年

中國碩士學位論文全文數據庫 前10條

1 李f癱，

本文編號：710567