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30.8万吨VLCC的结构疲劳强度分析
| 论文题名： | 30.8万吨VLCC的结构疲劳强度分析 |
| 关键词： | VLCC;S—N曲线;累积损伤;有限元分析 |
| 摘要： | 超大型油船(Very Large Crude Oil Carrier)一直是世界油运市场上的主力船型，目前全球拥有量约440艘，其中船龄超过20年的约占17%。近十年中，超大型油船VLCC需求量一直相当稳定，目前全球各大船厂手持订单超过110艘。如果再考虑到石油运输市场的扩大和发展，可以预测VLCC在未来较长的时间内市场需求量将相当大并且会稳定增长。本文以目标船型30.8万吨VLCC作为研究平台。通过分析，整理各类船舶产生疲劳裂纹的因素及位置，对本船结构的关键节点进行分析设计，优化节点的设计质量，降低高应力，改善应力集中，消除硬点，以增加船体结构疲劳强度。首先分析了疲劳破坏特点、疲劳产生的主要诱因、影响疲劳强度和疲劳寿命的因素，调研了国内外船体结构疲劳载荷和疲劳损伤计算方法的发展历程和最新进展；然后基于本船的结构、节点形式，确定疲劳损坏的危险区域，重点对危险区域进行了详细分析。针对目标船结构的典型节点进行疲劳强度的校核。船体结构累积疲劳损伤的计算是基于S—N曲线和Miner线性累积损伤原理，而疲劳评估简化方法的基础就是把结构的应力范围的长期分布假定为Weibull分布，该方法的主要内容有：疲劳载荷计算；各个应力范围分量的计算；应力范围的合成；应力集中系数的确定；累积损伤度的计算和疲劳强度的衡准。通过有限元方法分析，进行全船有限元或者舱段有限元的计算，其主要目的是找出承受较大动载荷的高应力区域，以及为精细网格的有限元计算提供边界条件。并在应力最大的斜底边舱与内底板的折角处附近区域，建立局部细化的有限元模型，并从全船有限元和舱段有限元的相同的计算工况中选取边界条件，一般是读取位移边界条件；同时从将波浪载荷施加到精细网格的有限元模型上，进行分析。最后，提出了改善VLCC船体结构疲劳寿命的典型节点处理方法，以提供实际VLCC以及相同船型的设计作为参考。 |
| 作者： | 韩钰 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 张世联 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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