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686TEU集装箱船振动模态研究
| 论文题名： | 686TEU集装箱船振动模态研究 |
| 关键词： | 船体结构;振动模态;焊接残余应力;附连水质量;流固耦合;有限元分析;集装箱船 |
| 摘要： | 随着航运市场对运力需求的不断增长，船舶逐渐向大型化、快速化方向发展，船体结构的重量降低、刚度下降，致使船体振动问题愈来愈显得突出，特别是大开口船舶。过大的振动会造成船体结构疲劳，影响船员以及乘客的身体健康，因此，在船舶的设计阶段准确地预估船体结构振动的固有频率及其影响因素，对避免船体共振现象具有重要的意义。为了提高船舶振动模态计算的精确性，论文分析了装载工况、焊接残余应力和附连水质量三个因素对船体振动固有频率的影响和作用机理。具体如下: 以686TEU集装箱为研究对象，采用有限元方法，分析了装载工况和焊接残余应力对船体振动模态的影响。运用ANSYS软件，采用自底向上的直接建模方法，建立了全船三维有限元模型。通过以集中质量单元分配到结构单元相应节点上虚拟为货物质量的方法，分别计算了压载到港和满载出港两种装载工况下的船体振动模态值，对比分析了装载工况因素对船体结构振动模态的影响。通过在船体大合拢缝部位施加焊缝单元，比较了不同残余应力水平、有无焊接残余应力的情况对振动模态的影响。结果表明，装载工况和焊后残余应力分别通过改变振动参与质量和刚度的形式对船体结构的振动模态产生影响。 采用流固耦合的数值模拟方式，分析了附连水质量对船体振动模态的影响。分别采用MAXSURF软件进行船体建模和ANSYS软件的ICEM模块进行网格划分。然后在FLUENT模块中完成流固耦合载荷计算，将计算数据导入WORKBENCH平台中，模拟了不同装载工况、不同船速时附连水对船体振动湿模态的影响。并与干模态计算结果进行对比。 经数值计算结果与文献结果对比，考虑装载工况、焊接残余应力和附连水质量，有利于提高船舶结构振动模态的计算精度。采用组合软件的流固耦合方法是数值计算船体湿模态的有效方法。 |
| 作者： | 闵振 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 陈章兰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 集美大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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