船上含敷料加筋甲板结构动力特性研究

摘要

船舶上层建筑是人员工作居住集中以及精密仪器设备安装较多的场所。该区域的严重振动将直接影响船员的生活以及仪器设备的正常工作，因此上层建筑的振动问题一直受到国内外的普遍重视。尤其是近些年来，散货船、集装箱船、油轮等大型运输船舶多采用尾机舱、尾桥楼船型，这种布置形式使螺旋桨激振力和大功率主机不平衡力矩对上层建筑的振动产生更大的影响。 论文正是从这一情况入手，论述了上层建筑振动形式、振源和振动频率计算等相关问题，并重点应用复合材料层合理论对上层建筑舱室中常见的含敷料甲板结构的力学特性进行了研究。论文内容主要包括以下几个方面： 首先在引言部分指出了论文的选题背景依据和研究意义，介绍了目前对船舶上层建筑振动计算以及含敷料板结构振动问题研究的现状，并提出了论文的研究思路；第一章介绍了船舶上层建筑整体和局部振动的特点和计算方法，并应用整体振动估算法对一艘4250TEU集装箱船的上层建筑整体纵向振动固有频率进行了估算；第二章介绍了船舶与海洋结构甲板敷料的物理特性，包括敷料的材料组成、功能、分类和工艺性能等；第三章介绍了复合材料层合理论的发展，并着重学习了一阶剪切理论和其退化形式—各向同性线弹性层合理论；第四章采用各向同性线弹性层合理论，并运用最小位能原理建立有限元方程，结合等参元理论完成四节点层合板单元的有限元推导，在此基础上编制了计算程序。第五章应用所编程序对典型含敷料甲板结构进行了静力和动力特性分析，研究了敷料的特性和尺度对结构力学特性的影响，在本章最后应用不同的模型简化方法对实际的含敷料加筋甲板结构的固有频率进行了计算并对比计算结果。第六章进行了含敷料板结构模型振动试验，从试验角度考察了敷料的尺度对结构固有频率的影响，并研究了敷料对结构阻尼的改变。

目录

文摘

英文文摘

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引 言

1船舶上层建筑整体振动分析方法

1.1上层建筑结构形式与主要振源

1.2上层建筑结构整体振动分析

1.3上层建筑局部振动分析方法

2船舶与海洋结构甲板敷料物理特性

2.1甲板敷料的概念及功能

2.2甲板敷料的分类及物理特性

2.3甲板敷料的工艺性能及选择

3层合结构力学分析模型理论

3.1层合理论的发展

3.2各向同性线弹性层合理论

4层合结构力学分析有限元理论

4.1 4节点Mindlin层合板单元

4.2静力有限元分析算例

4.3振动固有特性有限元分析算例

5含敷料甲板结构力学特性数值分析

5.1敷料的尺度和特性对典型结构静力与动力特性的影响

5.2敷料的特性和尺度对实际加筋甲板结构动力特性的影响

5.3不同敷料简化计算方法计算结果的比较

6含敷料板结构振动模型实验

6.1试验模型、实验仪器及测试方法

6.2试验结果和分析

7总结与展望

7.1论文工作总结

7.2论文工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间参与的科研项目及发表的学术论文情况

致 谢