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大型集装箱船推进轴系支承点处的变形与应力分析
| 论文题名： | 大型集装箱船推进轴系支承点处的变形与应力分析 |
| 关键词： | 轴系变形;波浪载荷;船体变形;有限元分析法;集装箱船 |
| 摘要： | 现代船舶设计已经向大型化、高功率化发展。轴系校中状态易受船体变形的影响，船体变形造成轴系中各轴承支座相对位置发生变化，从而改变轴系的原有校中状态。船舶推进系统的轴系对变形极为敏感，船体变形对轴系的影响不容忽视。所以，研究船体变形对尾轴系的校中是十分有意义并有必要的。 船体变形的主要影响因素是:外载荷的分布以及船舶装载状况。船舶装载状况可以做比较精确的估算，然而外载荷的分布主要是由海浪的运动而引起的，因此存在很大的随机性，难以进行定量计算。目前大多是将船体视为弹性梁，然后由装载状态预估船体弯曲方向，而后将最大弯矩点设在最大挠度点上。最后根据线性关系来确定船体局部变形，这种做法所得计算结果的准确度不够。 本文以8530TEU集装箱船为例，用AQWA—LINE、AQWA—WAVE计算不同频率、浪向及相位下的波浪与满载状态下的船舶相互作用所产生的波浪压力，然后通过ANSYS有限元软件对全船建模，最后将波浪载荷自动加在船体外壳表面并进行有限元计算分析，得到船体在尾轴承支座处相应位置的变形。 本文主要的研究工作包括下面几个部分: 1)介绍相关的波浪理论知识，并然后介绍AQWA软件的适用范围，并利用AQWA—LINE及AQWA—WAVE针对8个频率、7个浪向、4个相位的不同波高及波长的波浪进行求解，求得其对应船体外壳的动压力值。并进行分析。 2)简述有限元理论，讲述建模实际过程中需要注意的细节问题及其处理方式。利用ANSYS进行全船有限元建模，为了验证轴系的存在也是影响船体变形的，故分别建了加轴与未加轴的两个船体模型，进行初步计算以验证模型正确性，在此过程中对模型进行了调平衡以使其符合船舶运营真实状态，最后对惯性释放这种有限元计算方法进行阐述及分析。 3)将波浪外载荷压力以网格对应的方式加到船体外壳上，实现自动加载，并对所有工况进行计算。提取轴系在船体尾部相应节点的垂向以及横向相对变形值，对结果进行分析比较，得出规律及结论。除此之外对加轴与未加轴的结果进行分析比较，为后续深入开展项目工作做好铺垫。 |
| 作者： | 吴谈 |
| 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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