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超大型矿砂船全船结构强度计算及内部货物载荷分布研究
| 论文题名： | 超大型矿砂船全船结构强度计算及内部货物载荷分布研究 |
| 关键词： | 超大型矿砂船;有限元;全船分析;惯性平衡;矿砂载荷;非线性分布 |
| 摘要： | 超大型矿砂船ULOC(Ultra Large Ore Carrier)拥有巨大装载容量，在世界航运业高速发展的新时期具有广阔的市场前景，而我国现已成为世界上最大的铁矿石消费国，因此研究和开发超大型矿砂船对实现我国船舶工业“国轮国造”、“国能国解”的目标具有重要而现实的意义。超大型矿砂船在结构上与传统的散货船有较大的差异，其典型横剖面具有鲜明的特点，且船体本身超大型化的要求使得其结构性能备受关注。超大型矿砂船由于船体结构的特殊性和船体尺度的超大型化，超出了现有规范的使用范围，因此需采用全船有限元方法对船体结构强度进行计算。本文在研究超大型矿砂船全船分析的基础上，探讨了超大型矿砂船全船结构有限元模型和质量模型的建模方法、波浪载荷计算方法和内部货物载荷计算方法，以及解决全船载荷动态平衡的惯性平衡处理技术，形成了一整套超大型矿砂船全船结构强度直接计算流程。针对超大型矿砂船内部矿砂载荷的模拟，本文借鉴挡土墙上土压力计算模型，在经典土压力理论的基础上，应用水平层分析法，分析了散粒矿砂货物对货舱舱壁的压力分布。与经典的库仑主动土压力理论和散货船共同规范计算公式所得的压力为线性分布不同的是，本文所得的斜舱壁压力分布呈现出非线性特征，特别是在接近内底的斜舱壁下端，压力会明显变小，这一现象与实船测量结果的趋势比较一致。通过对比上述几种方法的压力分布，综合考虑矿砂沉降和航行中的振动、横摇等因素，结合实船测量数据，得到简便而又相对准确的计算公式，为超大型矿砂船强度校核的内部矿砂载荷计算提供参考依据。本文以一条45万吨级的超大型矿砂船为例，完整实现了全船有限元分析全过程，计算出各个工况下的船体变形和应力。本文的研究工作对开展超大型矿砂船全船结构强度直接计算具有指导作用，并可为船级社制定相关的指南提供技术参考依据。 |
| 作者： | 罗秋明 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 唐文勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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