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原文传递上浪载荷对船体总纵强度及局部强度的影响

论文题名：	上浪载荷对船体总纵强度及局部强度的影响
关键词：	船舶结构力学;甲板上浪;总纵强度;局部强度
摘要：	船舶在大海上航行时，会遭受各种极端恶劣的天气，当波浪达到一定的程度时，就会发生甲板上浪。甲板上浪是一种比较常见的情况，但是甲板上浪会对船舶的性能、结构稳定度和船舶的安全性能造成影响。甲板上浪会对甲板形成抨击作用，以及抨击后的激射水流可能造成抨击区域附近的甲板和建筑物的损坏，甚至船体在抨击作用下结构失稳，造成灾难性的后果。而且甲板上浪之后，水体会在甲板上自由的流动，也会对甲板上的上层建筑物产生影响，甚至造成甲板上的建筑物强度失稳的情况发生，因此甲板上浪对于船舶总纵强度和局部强度的影响是十分重要。　　1、本文对国内外甲板上浪的研究现状进行了分析整理，分析发现对于船的甲板上浪基本都是依照经验公式进行计算校核，并没有切实可行的方法对甲板上浪产生的非线性力学冲击进行计算，有的仅仅是依靠造波计算静水压力下的甲板上浪。分析发现，该种方法无法精确的模拟出波浪打在甲板上的非线性的抨击效果，仅仅是波浪平稳的流动过去，无法真实的反应船体收到波浪载荷的抨击作用，因此本文提出利用溃坝理论和落体理论分析甲板上浪，真实的通过实验的方法得到上浪载荷产生的强非线性抨击载荷。　　2、通过对溃坝型和落体型的理论研究，并且通过理论的方法验证这两种方法的可行性，计算二维的溃坝型甲板上浪和落体型甲板上浪，并从二维的角度验证了这种方法的可行性;利用Stokes波的三阶波浪编写数值波浪的程序，并且在二维的数值水池中计算二维数值造波，验证了数值造波可以作为一种甲板上浪的方式来验证船体在航行时的甲板上浪对船体性能的影响。　　3、在数值水池中进行了三维数值造波形式的甲板上浪，并且分析了该种情况下的船体总纵强度和局部强度的影响;之后分析了三维溃坝型甲板上浪，精确的模拟了波浪运动过程中与船体相撞、波浪翻卷、甲板上浪和水体在甲板上流动等过程对船体局部强度的影响;最后分析了落体型的甲板上浪，该种上浪模式可以准确的模拟极端情况下，当浪高出船很高时，整个船体都受到波浪载荷的作用，这种情况下形成的甲板上浪对船体总纵强度的影响。该种方法的关键点是准确模拟出水体在一定高度落下抨击甲板和上层建筑物的过程，可以真实有效的模拟波浪在翻卷过程中对船体的抨击作用。　　4、本文使用了数值造波、溃坝型和自由落体型三种方法来模拟甲板上浪，通过分析对比发现，数值造波只能模拟稳定的波浪对船体的影响，溃坝型和自由落体形式的甲板上浪可以准确的模拟波浪对甲板和上层建筑物的抨击作用，真实的再现船舶在海中航行时的甲板上浪的过程，发生机理和对船舶总纵强度和局部强度产生的影响，并通过这样的方针对船体的建造提出一定的防护措施，防止因为甲板上浪造成船只的破坏。利用上面的方法可以真实的再现甲板上浪对船体产生的强非线性载荷，对未来船舶建造过程中波浪载荷的计算提供一种新的校核方法。
作者：	常宏亮
专业：	力学
导师：	李鸿
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2018
正文语种：	中文