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计及温度载荷的滚塑船结构强度评估
| 论文题名： | 计及温度载荷的滚塑船结构强度评估 |
| 关键词： | 滚塑船;船体结构;温度载荷;强度计算 |
| 摘要： | 近年来，滚塑船作为一种航速快、稳性好、节能环保的新型船舶越来越受欢迎，它的研发已被世界各国高度重视。本文在研究滚塑船强度的问题中考虑温度载荷的影响有两个方面的原因：其一，由于目前还没有一套有关滚塑船的完整的强度计算规范，国内外研究者们对各类钢质船舶的结构强度以及热应力都进行了计算分析，但还未涉及针对塑料类船舶在此方面的研究，他们的研究重点仅仅放在对该类船舶的工艺流程和制造上；其二，当主机运行时船体结构会与外界介质存在较大的温度梯度，给船体构件带来显著的附加温度应力，同时在受到波浪水压力和螺旋桨振动等外力作用下，会导致局部构件产生较大的变形，从而危及结构的安全。为保证船体在运输中的安全性和实用性，因此本文对其结构强度的分析具有一定的意义。 本文以一艘11.4m的滚塑船为例，考虑在温度荷载影响下对结构进行分析并校核。为了分析热应力在结构强度中所占的应力成分大小，将载荷计算分为三部分：先计算设计载荷，即常规载荷下的结构强度评估；再计算温度载荷；然后计算实际载荷(即设计载荷与温度载荷的组合）。其计算过程如下:首先，利用有限元分析软件MSC.Patran建立三维全船计算模型。其次，对传热模型定义属性并施加相应的边界条件，进行传热分析，得到空载和满载工况下整个模型的温度分布情况，并以其建立相应的温度场。再次，定义边界条件和材料属性，施加约束，确定设计载荷（包括螺旋桨激振力、波浪水压力以及固定载荷），并在满载和空载工况下进行结构强度计算分析。然后，重新定义材料属性，并计算满载工况下的温度荷载(将计算得到的温度场转化成温度荷载)。最后，进行实际载荷（包括温度荷载与设计载荷）下的结构强度计算并对计算结果进行校核。 通过计算和研究，采用有限元法对滚塑船的计及温度载荷的结构强度进行计算分析是可行的。得到了船体构件的温度场分布规律、变形和应力水平，并得出了一些有益的结论。本文的研究工作对该类船体设计具有一定的参考价值。 |
| 作者： | 孙风景 |
| 专业： | 农业推广 |
| 导师： | 谢永和 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江海洋学院 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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