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超大型船舶在波浪中的动力响应分析
| 论文题名： | 超大型船舶在波浪中的动力响应分析 |
| 关键词： | 轴系;变形机制;超大型船舶;动力响应 |
| 摘要： | 近年来，为满足国内国际海洋运输经济发展的迫切需求，全球船舶行业正呈现大型化发展趋势。而船舶在运行时，会产生不同程度的振动，当船舶的某阶固有频率和激励力的频率相等时，会发生共振，此时振动幅度达到最大，对船体的损害也达到最大，越来越长的轴系产生振动，即使不发生共振，随着激励力的增大，轴系的振动幅度也可能变得很大，也会对船舶的正常营运产生影响。本文对现在热门的轴系问题进行初步的探讨，考虑船舶在海浪中行驶时遭遇的各种波浪作用，为大型船舶在波浪环境中的航行性和能效提升提供方法与技术支持。把船体和轴系作为一个整体来研究是本文主要工作。 本文以8530TEU集装箱船作为研究对象，通过太平洋航区的海浪谱，确定了7个浪向、8个频率和4个相位共224种需要计算的工况，以船舶满载为主要研究状态，通过商业软件ANSYS-AQWA计算了船舶的波浪载荷，编写AQWA-WAVE模块可识别的信息卡片，自动加载到船舶的湿表面，并考察了施加载荷的可靠性。结合ANSYS有限元软件，建立整船模型，对该模型进行了平衡的调整，使用惯性释放的方法对整船的结构模型进行准静态分析，得到各个工况下的垂向相对变形，分析了在同一相位，不同频率和不同浪向对整船模型垂向相对变形的影响。并选取轴系的11个轴承座处作为研究对象，以刚性较大的尾轴出口处和主机连接处的两个轴承座处为参考点，设定这两个点的垂向相对变形值为0，分别分析了不同浪向、不同相位和不同频率对这11个计算点垂向相对变形的影响，为轴系动态校中提供数据支持。 在考虑振动问题时，本文选取船体尾部和轴系的整体模型，计及附连水质量，对模型的固有模态进行计算，得到模型的耦合振动固有振型和频率，分析了该固有振型的轴系振动特性。再以船舶在波浪中运动时产生的惯性力作为船体尾部和轴系整体模型的激励力，对该模型进行谐响应分析的计算。通过计算并比较8个不同频率和7个不同浪向的激励力作用下轴系的垂向位移响应幅值，发现在频率等于0.6rad/s的激励力下，轴系产生的垂向位移幅值最大。 |
| 作者： | 何丽丝 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 杨平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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