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计入有效度的强力上层建筑设计研究
| 论文题名： | 计入有效度的强力上层建筑设计研究 |
| 关键词： | 船体强度;结构设计;计入有效度;上层建筑设计;应力集中 |
| 摘要： | 对于强力上层建筑，现行规范通常要求按照完全有效的情况进行设计，可能会造成船体强度过剩和材料浪费。出于结构理性设计的考虑，本文在强力上层建筑的设计中计入有效度的影响，研究如何在保证船体强度的基础上，根据上层建筑参与总纵强度的有效度设计出结构重量较轻的上层建筑，并提出了强力上层建筑设计的基本流程。 有效度是强力上层建筑设计的关键所在，合理地定义有效度能对设计提供较大的参考价值。本文针对现行的若干有效度定义推导相互换算关系，指出在设计中宜将面积折减系数定义为有效度。在设计初期可采用英国劳氏军规经验公式和斯曼斯基公式对有效度进行近似计算。斯曼斯基公式的推导基于传统组合梁理论，并根据强力上层建筑的实际情况进行了适当简化，所得结果具有较高的精确性。 强力上层建筑的设计基于等强度设计原则，即保证设置上层建筑后的剖面强度与无上层建筑时主船体的强度相等。通过理论推导可以得到若干结论：相较于认为上层建筑完全有效的情况，计入有效度后维持剖面等强度所需的上层建筑面积更小；仅在上层建筑中部有效度较高的区域，进行上甲板和上层建筑的材料调整能有效减轻结构重量。 在此基础上，本文以某船为例进行了强力上层建筑的设计，将单层强力上层建筑的设计方法推广到多层；以船中剖面为参考，提供了其它剖面的设计思路。另外，全船有限元分析可在后期设计阶段采用，其计算结果较为精确，可为最终设计的确定提供依据。 在强力上层建筑的设计中，还需重点关注其应力集中问题。在上层建筑的端壁、侧壁门洞开口以及侧壁端部处均易出现明显的应力集中，可参照规范采取适当的加强措施减弱应力集中的程度。 |
| 作者： | 王西典 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 张世联 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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