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船舶复合材料上层建筑在静力及风浪动力作用下的受力分析
| 论文题名： | 船舶复合材料上层建筑在静力及风浪动力作用下的受力分析 |
| 关键词： | 船舶复合材料;上层建筑;静力作用;风浪动力;受力性能 |
| 摘要： | 船舶复合材料上层建筑的研究对于我国船舶工业与国防工业的发展具有举足轻重的意义。本文以某在建船舶上层建筑为研究对象，建立船舶复合材料上层建筑结构模型，对四种不同铺层方式下的船舶上层建筑在静力作用下的应力和变形进行有限元数值模拟，并且对[G2.5/C2.5/钢板（15mm）/C2.5/G2.5]铺层方式下的上层建筑进行模态分析与风浪动力响应分析，分析复合材料上层建筑在静力以及风浪动力响应下的应力与变形变化规律。具体的研究工作如下： 基于ANSYS有限元程序，考虑钢梁与复合材料铺层对结构受力的影响，分别对四种情况（[G2.5/C2.5/钢板（15mm）/C2.5/G2.5]、[G2.5/C2.5/钢板（25mm）/C2.5/G2.5]、[钢板（15mm）]和[钢板（25mm）]）下的上层建筑进行静力分析，得到上层建筑舱板与钢梁的应力与竖向位移分布规律。结果表明：增加钢板厚度会略微增大上层建筑竖向变形与钢梁的轴向应力值，铺设复合材料会略微增加上层建筑竖向变形与钢梁的轴向应力值，会大幅度减小舱板应力值。 考虑钢梁与复合材料铺层的影响，对[G2.5/C2.5/钢板（15mm）/C2.5/G2.5]铺层方式下的上层建筑进行模态分析，得到结构前十阶频率与振型。结果表明：最上层顶板与最底层竖向板脚部屈曲最为严重，在船舶设计与建造时应着重加强最上层顶板与最底层竖向板脚部；模型频率都处于2.7~3.23之间；船舶自振频率必须避开共振的主要激励源 P、3P频率。 考虑海洋风与海浪对船舶的影响，利用MATLAB计算模拟海洋风速时程曲线，考虑海浪引起的船舶摇摆惯性力，对[G2.5/C2.5/钢板（15mm）/C2.5/G2.5]铺层方式下的上层建筑进行风浪动力响应分析，得到上层建筑结构应力和竖向位移时程曲线。结果表明：沿高度方向，随着高度的增加，X、Y、Z方向的位移均值逐渐增大，波动性逐渐减小；由于上层建筑自重作用，导致最底层竖向板水平位移较大。 |
| 作者： | 郑鑫 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 何建 |
| 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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