综合补给船舱段强度评估方法研究与有限元计算分析

摘要

综合补给船功能性强、装载能力大、补给效率高,可同时实现液货和干货的运输与补给,是为海上船舶提供各种补给品的重要后勤保障船。舱段结构强度是船体强度的重要部分,是保障船舶安全性和作业能力的关键。综合补给船补给项目较多,装载方式与一般民用船舶有所不同,这种装载特点使得其结构设计复杂,给船体强度分析带来困难,目前尚无针对这种类型船舶的舱段强度直接计算规范或指南。
　　本文结合综合补给船混合装载与结构复杂的特点,比较分析了各民船规范或指南中针对粗网格屈服强度直接计算流程中主要步骤的相关规定与要求,对相应的理论依据进行了探讨,分析了规范中各要求的适用性。提出了区别于规范的计算舱段范围选取要求,并设计了相应的计算工况。比较分析了规范中针对局部高应力区精细有限元分析的相关规定与要求。双壳油船共同结构规范中对不同结构部位提出了详细的筛选衡准,考虑更为全面、具体,对细化区域网格尺寸及单元类型的要求更高,能够更好地表征结构细节处几何形状。比较分析了规范中针对屈曲强度评估的相关规定与要求。双壳油船共同结构规范对屈曲强度评估中模型结构尺寸的要求更为严格,评估方法充分考虑了船体主要构件的特点,可以更好地发挥结构性能;CCS油船指南中将板格的屈曲性能严格限制在线弹性范围内,考虑过于保守。根据提出的舱段强度评估方法,完成了一综合补给船的粗网格屈服强度评估、精细有限元分析及屈曲强度评估。通过附加算例的比较,对设计工况的合理性进行了验证与说明。根据评估结果,对局部结构设计提出了改进意见,以改善应力分布情况,确保船体结构的安全。

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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 基 准 规 范 选 取 研 究

2.1 引

2 .2 目标船介绍

2.3基准规范选取

2.4本章小结

第 三 章 舱 段 屈 服 强 度 评 估 方 法 研 究

3.1引言

3.2结构建模要求研究

3.3装载工况选取研究

3.4载荷计算方法研究

3.5边界条件施加研究

3.6剪力弯矩调整

3.7屈服强度评估衡准研究

3.8本章小结

第 四 章 局 部 高 应 力 区 的 精 细 有 限 元 分 析 研 究

4.1引言

4.2规范选取研究

4.3细化区域选取研究

4.4细化区域结构建模要求研究

4.5载荷及边界条件施加研究

4.6验收衡准要求研究

4.7本章小结

第 五 章 屈 曲 强 度 评 估 方 法 研 究

5.1引言

5.2结构尺寸要求研究

5.3评估方法研究

5.4屈曲强度评估衡准研究

5.5临界应力计算研究

5.6高级屈曲评估方法介绍

5.7本章小结

第 六 章 目 标 船 舱 段 强 度 有 限 元 计 算 分 析

6 .1引言

6 .2舱段强度评估基本流程

6.3有限元计算模型

6.4舱段强度评估

6.5设计工况合理性研究

6.6 开口角隅结构优选

6.7 本章小结

第 七 章 总 结 与 展 望

7.1主要研究工作总结和结论

7.2进一步工作展望

参考文献

致谢

攻 读 硕 士 学 位 期 间 发 表 或 录 用 的 论 文