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外飘型船艏砰击强度评估与优化研究
| 论文题名： | 外飘型船艏砰击强度评估与优化研究 |
| 关键词： | 船艏外飘结构;有限元软件;动力响应;瞬态响应;准静态分析 |
| 摘要： | 船舶在恶劣海况中航行的时候，由于船体和波浪之间的运动相对剧烈，当船体结构出水再入水时候容易发生砰击现象。与波浪直接冲撞的船体结构区域承受着巨大的砰击压力，局部结构可能会因此受到严重破坏，也会对船体结构安全性造成影响。因此，就船体结构安全性方面而言，砰击载荷作用下的结构响应问题值得研究。 本文基于有限元软件MSC.PATRAN、MSC.DYTRAN、MSC.NASTRAN对船艏外飘结构进行准静态分析、动力响应分析、瞬态响应分析。本文的主要工作如下： (1)采用准静态法对船艏外飘结构的局部强度进行评估。包括：①按照英国劳氏(LR)规范计算艏部外飘结构承受的波浪砰击载荷；②按照英国劳氏(LR)规范校核3800 PCTC船艏结构外板板厚、次要构件剖面模数等是否达到规范要求；③基于(LR)规范运用MSC.DYTRAN软件建立3800 PCTC船艏结构有限元模型，运用MSC.NASTRAN计算砰击载荷作用下艏部结构的应力水平，校核主要支撑构件(Primary Structures)的剪切强度是否满足规范要求。 (2)采用动力学分析方法对船艏入水的过程进行数值模拟，得到艏部外飘区域不同计算点的砰击载荷大小和艏部结构响应。研究了3800 PCTC艏部分段结构入水砰击过程的结构响应分布规律，并且分析了船艏结构材料的屈服强度、入水速度、船艏形状以及入水角度等因素的变化对三维艏部结构入水砰击过程中结构响应的影响。 (3)采用瞬态响应分析方法对船艏外飘结构数值仿真计算，得到艏部结构响应分布规律。首先，基于 SESAM软件对船体速度进行了预报。根据预报速度，结合规范公式，得到3800 PCTC艏部外飘区域结构上砰击载荷，最后对艏部外飘区域结构进行了直接瞬态响应分析。 (4)将船艏外飘结构的准静态分析、动力响应分析、瞬态响应分析的结果进行对比分析，得到：直接瞬态响应分析法是最合理的船艏外飘结构响应的仿真计算方法。并且对3800 PCTC艏部外飘区域多处应力水平比较高的结构区域进行优化，并利用直接瞬态响应分析法方法对优化后的结构进行仿真计算分析。 |
| 作者： | 韩建康 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 姚震球;罗广恩 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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