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小水线面双体船首尾鳍载荷及结构强度分析
| 论文题名： | 小水线面双体船首尾鳍载荷及结构强度分析 |
| 关键词： | 稳定鳍;载荷预报;强度校核;双体船 |
| 摘要： | 小水线面双体船（SWATH）因具有良好的耐波性以及宽敞的甲板面积等特点，而广泛应用于海上运输以及其它领域。近年来研究表明，当SWATH的航速较高时，其航行姿态不稳定易出现纵向运动失稳现象，且可通过在其下潜体内侧安装两对固定式稳定鳍装置来改善SWATH纵向运动稳定性。目前，对SWATH整体结构特性和水动力性能研究较多，而对于鳍自身的波浪载荷预报方法和鳍与船体连接处局部结构的强度评估方法的研究却很少。并且，目前也没有现成的规范指出鳍有限元计算和强度校核的方法。因此，有必要对鳍自身的波浪载荷预报方法和鳍与船体连接处局部结构的强度评估方法进行研究，从而为小水线面双体船的首尾固定式稳定鳍的结构设计提供指导。本文的主要工作如下： （1）求解首尾鳍水动力修正系数。鳍的动升力修正系数可由经验公式来求解，而鳍的粘性修正系数则可采用势流理论方法和CFD方法进行计算； （2）带鳍 SWATH运动预报。求得了首尾鳍的水动力修正系数后，将其加入船体运动方程中对纵向运动进行修正，从而求解带鳍船体的运动。通过比较裸船体和带鳍船体的运动，可得到鳍对船体运动的影响。求得带鳍船体的运动后对运动求导便可求得鳍的速度和加速度； （3）首尾鳍波浪载荷预报。首先，本文对不同海况下鳍湿表面水动压力进行了研究。然后，对鳍的升力、阻力和鳍根部的弯矩进行了预报，并将预报值与实验值进行对比和分析。最后，本文研究了首尾鳍对船体波浪载荷的影响； （4）首尾鳍局部强度校核方法研究。考虑到鳍与舵的结构形式和受力情况十分相似，本文参照CCS相关规范确定了首尾鳍局部结构的有限元分析方法和强度校核衡准。最后，本文对设计装载状态下某型小水线面双体船的首尾固定式稳定鳍进行了屈服和屈曲强度计算，并对计算结果予以分析。 |
| 作者： | 江雪云 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 冯国庆 |
| 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 |
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