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玻璃钢双体客船波浪载荷下的结构可靠性研究
| 论文题名： | 玻璃钢双体客船波浪载荷下的结构可靠性研究 |
| 关键词： | 玻璃钢双体客船;波浪载荷;结构可靠性;有限元技术;轻量化设计 |
| 摘要： | 随着我国水上旅游产业的规划和项目的实施建设，国内客船行业不断发展，推动了先进客船结构的相关研究。客船结构可靠性可以相对客观地反映结构安全状态，是客船结构研究的一个重点方向。客船可靠性的提高和结构重量的减轻是客船产业进步的重要标志。本文以某玻璃钢双体客船为例，通过有限元技术对其进行波浪载荷下的可靠性研究，论文主要内容包括: (1)玻璃钢双体客船船体结构应力分析。建立实例24m双体客船水动力模型与结构计算模型，通过频域水动力分析获取研究对象在六个自由度运动下的水动压力。将波浪载荷预报结果转化为结构分析的载荷输入，计算船体在三种极限工况下的应力，结果得到最大横向弯矩工况下船体左片体与连接桥首端连接处出现最大应力，达到46.542MPa。 (2)基于JC法的船体可靠性计算。根据可靠性理论建立玻璃钢双体客船可靠性计算模型，应用JC法求得研究对象在三种极限工况下的结构可靠性指标。计算显示船体在各工况下的结构可靠性指标结果均高于可靠性安全要求，最大横向弯矩工况为最危险工况，其可靠性指标最小值为4.86，出现在片体与横舱壁连接区域。 (3)基于可靠性的双体客船结构轻量化研究。将目标可靠性指标转化为水平一致的安全系数，以该安全系数和结构重量轻作为优化目标，采用响应面优化方法，通过改变双体客船船体玻璃钢夹层结构厚度进行可靠性轻量化计算，并对计算流程进行总结。结果显示在符合可靠性和规范要求的条件下，轻量化后双体客船船体结构比传统设计的结构减重效果达到33.2％。 (4)双体客船可靠性计算与轻量化的应用有效性分析。按照前述可靠性和轻量化计算流程，以另一艘15m双体客船为实例，对其进行可靠性与轻量化优化计算。结果表明，与传统设计相比，在满足双体客船船体可靠性的条件下进行轻量化优化，对玻璃钢双体客船结构的减重效果明显，可以减少重量16.1％。该种可靠性轻量化研究方法对玻璃钢双体客船轻量化的结构设计研究具有实用和推广意义。 |
| 作者： | 陈秋实 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 林少芬 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 集美大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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