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极地船冰载荷与抗冰结构设计研究
| 论文题名： | 极地船冰载荷与抗冰结构设计研究 |
| 关键词： | 极地船舶;冰载荷;结构设计;非线性有限元 |
| 摘要： | 随着北极石油资源不断被发现，人们对极地船舶的需求不断增加。极地船舶为了能够有效的抵抗冰载荷，船体结构必须进行严格的加强。当前极地船舶设计必须遵循IACS的PC（Polar Class）规范，该规范在很大程度上能够指导极地船舶冰载荷的确定以及结构加强的设计。对于极地船舶设计者来讲，深刻理解当前流行的IACS PC规范，包括冰载荷设计以及结构设计的理念和方法，有助于进一步更准确的预报冰载荷和设计更经济的极地船舶。本文就从极地船冰载荷与抗冰结构设计的角度进行了研究，主要内容包括： 1.对IACS PC规范的理论背景进行介绍，包括设计冰载荷的理论基础和计算方法。针对一艘极地船舶进行了船中冰带区设计冰载荷计算； 2.研究了PC规范的结构设计要求，对规范所采用的结构承载能力模型进行了介绍，并指出其存在的不足之处。借助于非线性有限元结构分析，对比研究了单个肋骨和板架中肋骨的力学行为的不同，比较了规范承载能力和直接计算得到的承载能力的差异，分析规范的保守性并提出可以改进之处； 3.在规范结构要求下，从充分利用当前极地规范的角度，研究了肋骨间距对规定板厚、剪切面积和剖面模数的影响。研究了肋骨间距对冰带区外板板架结构重量的影响，探索结构优化设计的方法。同时，讨论了冰级参数对结构设计的影响； 4.通过参考ABS冰级指南和FMA相关规范，利用非线性有限元分析，从塑性设计理念的角度，探索了舷侧冰带区的替代设计方法，结果有利于减少结构重量。同时，结合当前破冰过程数值模拟的研究成果，从冰载荷计算结果出发，对特殊工况下的设计载荷确定提出合理化建议。 |
| 作者： | 乔路 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 李辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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