大型船舶波浪载荷水弹性试验研究

摘要

舰船波浪载荷水弹性预报方法将舰船结构的弹性变形视为波浪激励下的运动响应。相较于刚体理论波浪载荷预报方法，计及舰船结构弹性效应的水弹性预报方法理论上具有更加准确。为验证和分析研究结构变形对舰船波浪载荷的影响，需要正确开展必要的模型试验。
　　首先本文通过分析舰船波浪载荷水弹性模型试验原理和基本要求，确定正确的模型设计和组装方法，并分析模型试验的不确定性因素，系统确定了舰船模型波浪载荷水弹性模型试验方法。
　　其次，本文基于线性系统运动方程，详细分析了线性水弹性理论计入船体弹性变形的方式及其对船体外载荷的影响。并根据线性结构振动理论分析了舰船波浪载荷水弹性效应中的线性弹振现象。作为补充，简要介绍了结构非线性假定下系统响应特征。为后续模型试验测量结果分析提供了理论依据。
　　最后，本文基于55万吨超大型矿砂船，虚拟设计2条刚度更低的样本舰船，并根据确定的舰船波浪载荷水弹性模型试验方法开展模型试验。通过对比2条样本舰船基于不同波浪载荷预报方法的耐波性及船体梁载荷预报结果与模型试验测量的响应信号，分析结构弹性效应对舰船运动及波浪载荷的影响；并验证线性水弹性理论的计算精度。通过对试验测量结果的频谱分析和滤波处理，获取不同频率的响应成分，详细分析了舰船结构的非线性响应特性。

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第1章 绪论

1.1 论文的目的与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文的研究内容与创新点

第2章 船舶波浪载荷水弹性模型试验研究及设计

2.1 概述

2.2船舶波浪载荷水弹性模型试验相似理论研究

2.3船舶波浪载荷水弹性模型设计

2.4分段船模船舶波浪载荷水弹性试验方法研究

2.5设计试验模型标定与调试

2.6试验工况设计

2.7模型试验不确定性分析

2.8本章小结

第3章 船舶波浪载荷水弹性理论研究

3.1 概述

3.2三维线性水弹性波浪载荷计算方法

3.3线性弹振效应的理论分析

3.4结构非线性振动基本理论

3.5本章小结

第4章 船舶波浪载荷水弹性模型试验结果分析

4.1 概述

4.2规则波模型试验运动响应分析

4.3 规则波波浪弯矩响应分析

4.4 船舶结构非线性水弹性波浪载荷研究

4.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢