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水下结构物艉部典型结构振动分析
| 论文题名： | 水下结构物艉部典型结构振动分析 |
| 关键词： | 船舶工程;艉部结构;振动特性 |
| 摘要： | 水下结构物艉部结构振动问题一直受到广泛关注,由于其所处的特殊环境,分析艉部结构振动时需要考虑流体对结构振动的影响。本文选取了三种典型的艉部结构:环加筋圆锥壳、双层圆锥壳和水平稳定翼,分析这三种结构的流固耦合振动特性。 首先提出了外部流体作用下环加筋圆锥的自由振动半解析分析方法。基于经典薄壳理论和肋骨等效原理,导出了环加筋圆锥壳的振动微分方程,通过将圆锥壳切分成长度很小的圆锥段,将每个微锥段近似视为圆柱壳的做法来计算圆锥壳的流体载荷,并利用幂级数的形式得到该方程的半解析解,给出了计算算例,对比了半解析解与数值解的计算结果,两者吻合较好。分析了肋骨尺寸和肋骨间距对本文半解析解精度的影响,计算了不同半锥角下的加筋圆锥壳的耦合振动频率,半锥角增大,锥壳振动频率降低,流体的影响增强。 其次,本文阐述了ANSYS流固耦合计算的原理和过程,以平板的单面触水和双面触水为例进行了说明,重点介绍了ANSYS处理壳体双面触水的技巧和要点,通过将单层壳等效成双层壳,然后改变双层壳的材料密度和弹性模量,保证结构的质量和刚度不变的做法来解决壳体双面触水的问题。然后考虑了双层锥壳外流体以及层间流体对壳体振动的影响,计算获得了双层锥壳与内外流体的耦合振动频率。对比分析了按照经验做法处理内部层间流体和流固耦合计算结果的差异,指出了经验做法的不足之处。 最后分析了水平稳定翼与内外流体的耦合振动,分析了不同计算边界处理方法以及考虑艉部轻外壳与流体的耦合对水平稳定翼振动频率的影响,以及水平稳定翼内部填充浮力材料后的振动特性。 本文研究工作为深入掌握水下结构物艉部典型结构振动特性提供了有益的参考。 |
| 作者： | 叶旭 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计与制造 |
| 导师： | 程远胜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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