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原文传递铝合金三体船结构强度分析

论文题名：	铝合金三体船结构强度分析
关键词：	结构强度;疲劳强度;直接计算法;铝合金;三体船
摘要：	三体船是近年来新船型领域的研究热点，因其独特的构造和优良的性能，使其在军、民用方面具有广阔的应用前景。为满足三体船对轻量化和高性能的要求，三体船的材料可选用铝合金，这就对船体强度提出了更高的要求。铝合金应用于三体船会导致三体船的强度储备进一步降低，当在高海况或高航速航行时，结构更容易发生破坏。另外，由于三体船特殊的结构外形导致所受的水动压力较普通船复杂，波浪力和惯性力作用于船体产生了频繁的交变应力，在船体结构某些部位（如连接桥）存在应力集中，再加上铝合金材料的疲劳强度较弱，这就导致了铝合金三体船的疲劳问题较普通钢制单体船要更严重。所以，对铝合金三体船进行结构强度和疲劳强度的评估具有重要意义。本文将针对铝合金三体船的载荷和结构特点，探讨适合铝合金三体船的结构强度和疲劳强度评估方法，主要研究内容包括：　　1）研究分析铝合金三体船结构强度评估的简化方法。总结英国劳氏三体船规范中有关结构强度评估的相关内容，内容主要有适用于三体船载荷的规范简化计算，三体船的总强度和连接桥强度校核原理及公式，并对总强度和连接桥强度的校核结果进行了分析。　　2）研究分析铝合金三体船结构强度评估的直接计算法。首先，采用设计波法和波浪载荷计算软件WALCS计算设计载荷。然后，通过有限元软件MSC.Patran@Nastran对铝合金三体船进行建模和有限元结构响应计算。最后，参考劳氏三体船规范研究了适用于铝合金材料的的三体船强度评估衡准，并校核了铝合金三体船的屈服和屈曲强度，分析铝合金三体船结构强度较弱的部位，给出在结构设计时需着重考虑的危险位置。　　3）研究分析铝合金三体船疲劳强度评估的简化方法。内容主要包括：根据强度评估结果和结构特点确定疲劳评估部位；选取适用于三体船的疲劳载荷计算方法和载荷施加方式；通过有限元法计算热点应力，修正后得到设计应力范围；根据铝合金焊接试件的疲劳试验结果，确定铝合金材料的S-N曲线；根据规范的计算公式计算疲劳累积损伤度。最终，对铝合金三体船的疲劳强度做出评估并对疲劳评估结果进行了分析。　　4）研究分析铝合金三体船疲劳评估的两种直接计算法（设计波法和谱分析法）。首先，分别阐述设计波法和谱分析法评估疲劳强度的原理和过程。之后，分别采用这两种方法评估铝合金三体船的疲劳强度，并对两种方法的评估结果进行分析。
作者：	谭伟
专业：	船舶与海洋结构物设计制造
导师：	佟福山
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文