不同柔性结构设计的汽车滚装船强度研究

摘要

汽车滚装船是—种典型的高技术、高附加值的船舶，它除了能运载各类商品车辆，也可运载集装箱及其他成组货物。不同于其他的常规船型，汽车滚装船在货舱区域几乎不设置横舱壁，因此船体所承受的横向载荷大都由横向强框架来支撑。此外，汽车滚装船甲板层数比较多，船的重心位置高，稳性差，特别是当船舶受到波浪、风等非对称载荷作用时，汽车滚装船横向强度问题就更加突出了。为了减轻汽车滚装船横向强度问题，挪威船级社首先提出了柔性设计的理念，但目前国内对这—方面的研究还有待完善。本文以—艘7800车的大型汽车滚装船作为研究对象，通过改变其柔性结构的设计，对其舱段的结构强度进行研究，完成的主要工作有:　　(1)运用MSC PATRAN软件，建立了7种柔性甲板初始层不同的设计方案下的舱段有限元模型。　　(2)参考挪威船级社和意大利船级社规范，确定船舶在迎浪状态和Racking状态下的计算工况、计算载荷，依靠有限元求解器MSC NASTRAN，对7种柔性甲板初始层不同的设计方案下的舱段进行有限元直接计算。　　(3)对比分析7种设计方案下结构强度的结果，获得柔性甲板初始层数不同对船体结构强度影响的变化规律，得出合理的柔性甲板初始层设计方案。　　(4)研究了在柔性结构设计下，用于连接甲板强横梁与舷侧强肋骨的纵向弹性条钢的柔性等级的改变对船体结构强度的影响。　　本文的研究结果可以为今后汽车滚装船的设计提供参考意见，具有一定的工程应用价值。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．1课题背景及研究意义

1．1．1汽车行业发展现状

1．1．2汽车滚装船的发展现状

1．2汽车滚装船的特征

1．2．2汽车滚装船特点

1．2．3汽车滚装船设计理念

1．3国内外研究现状

1．4本文研究的主要内容

第二章有限元模型创建

2．1概述

2．2有限元法

2．2．1有限元法原理

2．2．2有限元分析流程

2．2．3有限元建模软件

2．3有限元模型建立

2．3．1船体结构说明

2．3．2模型评估范围

2．3．3坐标系

2．3．4边界条件

2．4不同方案下的有限元模型

2．5小结

第三章柔性设计方案对迎浪状态下结构强度影响研究

3．1概述

3．2计算工况

3．3．1海水压力

3．3．2均布载荷

3．3．3弯矩

3．3．4应力衡准

3．4迎浪状态下结果分析

3．4．1 Upper工况

3．4．2 Lower工况

3．4．3 Ballast工况

3．4．4 Side工况

3．4．5 Middle工况

3．4．5 Long工况

3．5本章小结

第四章柔性设计方案对Racking状态下结构强度影响研究

4．2 Racking状态下载荷分析

4．2．1 Racking弯矩

4．2．2甲板载荷

4．2．3海水压力

4．2．4应力衡准

4．3 Racking状态下结果分析

4．3．1上层甲板结构

4．3．2底部结构

4．3．3其他区域结构

4．3．4舱段挠度变形

4．4本章小结

第五章连接参数对结构强度影响研究

5．1概述

5．2研究目的

5．3连接参数设置

5．4计算结果

5．4．1不同柔性等级下结构强度分析

5．4．2纵向弹性条钢结构强度分析

5．5本章小结

第六章总结与展望

6．1研究总结

6．2展望

参考文献

致谢