液化气船C型球罐货舱失效风险评估研究

摘要

本文是液化气船风险评估的一个子系统，重点研究的是液化气船发生突发性非正常热源事故后货舱失效的风险评估。主要从以下几个方面进行探讨和研究：　　根据失效理论，研究和分析了液化气船货舱失效原因及机理，探索液货舱失效事故发生的形成过程及失效模式；运用有限元原理对液货舱在高温环境中液货舱壁应力进行分析，在应力计算中，为了研究机械应力和热应力分别对总应力的影响大小，对液货舱仅受内壁压力时的瞬态机械应力以及仅受温度载荷时的瞬态热应力进行了计算分析，并对叠加后液化气船货舱的当量总应力进行了分析比较，获得了舱壁的机械应力、热应力及当量总应力的变化规律；分析了营运中液化气船货舱的疲劳与腐蚀机理，并详细探讨了疲劳和腐蚀对液货舱强度的影响。最后，运用计算机技术开发了操作使用方便的液化气船货舱失效风险评估软件，加强了研究成果的实用性。初步提供了一个较系统的液化气船货舱失效风险评估方法，从而为事故应急决策提供了有力的辅助支持，以达到尽可能减少人员伤亡和财产损失，减轻对环境的污染。

目录

文摘

英文文摘

大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明

第1章绪论

1.1我国液化气市场供需概况

1.2课题的来源和意义

1.3液化气船液货舱失效研究现状

1.4本文所做的研究工作

第2章液化气船货舱失效分析

2.1液化气船舶的船型和舱型

2.1.1液化气船的船型

2.1.2液货舱的分类及其结构说明

2.2失效理论

2.2.1失效与失效分析

2.2.2失效分析思路和方法

2.3液化气船液货舱失效模式

2.4高温环境导致液货舱失效机理

2.4.1高温环境导致液货舱失效原因分析

2.4.2失效机理分析

第3章高温环境中液货舱壁应力有限元分析

3.1有限元的基本原理及其应用

3.1.1概述

3.1.2有限元法原理

3.1.3有限元方法的工程应用

3.1.4有限单元法分析过程

3.2轴对称有限单元法

3.2.1轴对称问题的定义和特点

3.2.2三角形轴对称环单元分析

3.2.3总体刚度矩阵集成

3.2.4等效节点载荷形成

3.2.5有限元方程求解

3.2.6计算结果及输出

3.2.7轴对称有限元程序检验

3.3高温环境中液货舱壁应力有限元分析

3.3.1液货舱实际结构

3.3.2液货舱物理模型

3.3.3液货舱存限元模型

3.4高温环境液货舱壁应力计算及结果分析

3.4.1高温环境中货舱壁温度场和舱内压力

3.4.2液货舱壁热应力分析

3.4.3液货舱壁机械应力分析

3.4.4液货舱壁当量总应力分析

第4章疲劳与腐蚀对液货舱强度的影响分析

4.1材料的许用应力和安全系数

4.1.1材料的基本许用应力

4.1.2许用应力

4.1.3安全系数的确定

4.2液货舱材料机械性能分析

4.2.1液货舱所使用材料综述

4.2.2液货舱材料的机械性能

4.3影响液货舱强度的主要因素概述

4.3.1疲劳损伤

4.3.2腐蚀

4.3.3偶然因素

4.4疲劳对液货舱强度的影响

4.4.1疲劳对液货舱强度的影响分析

4.4.2液化气船营运中液货舱外环境变化导致的应力计算

4.4.3疲劳对液货舱强度的影响

4.4.4液货舱疲劳原因及预防措施

4.5腐蚀对液货舱极限强度的影响

4.5.1现有的腐蚀模型

4.5.2一种新的非线性腐蚀模型

4.5.3腐蚀液货舱剩余强度计算

4.5.4液货舱腐蚀原因及预防措施

第5章液化气船货舱失效风险评估

5.1风险评估

5.1.1风险概念

5.1.2货舱失效风险评估

5.2液化气船货舱失效风险评估系统

5.2.1系统结构

5.2.2程序的功能及操作过程介绍

总结和展望

参考文献

附录一液化气船及货舱失效事故历史统计

攻读学位期间公开发表论文

致 谢

研究生履历