半潜船装载作业中船体强度的计算方法研究

摘要

海洋工程装备市场的高速发展对海洋运输带来了更大的机遇和挑战,自航式半潜船由于其良好的性能,尤其适用于大件海洋工程装备的运输,因此目前以至未来都具有良好的市场。半潜船运输的大件货物价值和时间成本很高,且半潜船技术难度大,但是目前没有专门针对半潜船的完善的规范。从船体强度方面考虑,为了保证半潜船的作业安全,同时促进规范的发展,有必要结合半潜船的特点,对半潜船作业过程中的强度情况进行详细分析,提出一套适用于半潜船的船体强度评估方法。本文的工作内容和主要结论如下:
　　(1)针对半潜船典型的浮式装载和滑移装载方式,分析装载过程中的接触现象对半潜船强度的影响,研究表明接触现象将使作用在半潜船上的货物载荷发生重分布;然后分别通过理论方法和有限元方法给出了接触载荷的计算过程,并分析了支撑结构和货物的相对刚度对接触载荷的影响,结果表明支撑结构的刚度相对于货物抗弯刚度来说很小时,接触载荷近似于均匀分布。
　　(2)建立论文研究的基本假定,在此基础上通过分析给出半潜船装载作业中船体强度计算的思路,研究表明强度计算的关键步骤是确定装载作业过程中的危险工况;然后通过定性和初步定量分析,为半潜船浮式装载和滑移装载(包括艉部装载和舷侧装载)中危险工况的确定初步制定了一定数量的计算工况。
　　(3)选择某38000吨级半潜船浮式装载15000吨自重自升式平台的过程,建立货物—支撑结构—半潜船有限元模型,在考虑接触特性载荷的情况下,对初步制定的浮式装载计算工况进行有限元分析。通过计算结果对比分析,发现半潜船恰将货物举升出水,以及半潜船恰上浮至结构吃水(或指定吃水)的两个临界状态中接触载荷和船体总体应力最大,因此作为船体强度计算的危险工况。

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第一章 绪论

1.1研究背景和意义

1.2国内外研究现状

1.3论文研究内容

第二章 半潜船装载作业中接触载荷的计算方法研究

2.1引言

2.2半潜船典型装载方式

2.3大件货物装载作业中的接触现象

2.4装载作业中接触载荷计算的理论方法

2.5装载作业过程中接触载荷计算的有限元方法

2.6本章小结

第三章 半潜船装载作业中接触载荷作用下的船体强度计算方法研究

3.1引言

3.2论文研究的基本假定

3.3装载作业中的货物载荷对半潜船强度的影响分析

3.4半潜船浮式装载作业中船体强度的计算方法

3.5半潜船滑移装载作业中船体强度的计算方法

3.6本章小结

第四章 半潜船浮式装载作业中船体强度危险工况确定实例

4.1引言

4.2研究对象的选取和有限元模型的建立

4.3货物在半潜船上的装载位置选择

4.4半潜船船体强度计算工况分析和危险工况的确定

4.5本章小结

第五章 总结与展望

5.1主要工作内容与结论

5.2进一步工作展望

参 考 文 献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文