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船舶结构的波浪载荷与响应分析

讨论了准静态载荷、波浪弯矩组成成分、线性和非线性水弹性理论的主要方法 ,对称响  (本文共6页) 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
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大型船舶波浪载荷水弹性试验研究

舰船波浪载荷水弹性预报方法将舰船结构的弹性变形视为波浪激励下的运动响应。相较于刚体理论波浪载荷预报方法,计及舰船结构弹性效应的水弹性预报方法理论上具有更加准确。为验证和分析研究结构变形对舰船波浪载荷的影响,需要正确开展必要的模型试验。首先本文通过分析舰船波浪载荷水弹性模型试验原理和基本要求,确定正确的模型设计和组装方法,并分析模型试验的不确定性因素,系统确定了舰船模型波浪载荷水弹性模型试验方法。其次,本文基于线性系统运动方程,详细分析了线性水弹性理论计入船体弹性变形的方式及其对船体外载荷的影响。并根据线性结构振动理论分析了舰船波浪载荷水弹性效应中的线性弹振现象。作为补充,简要介绍了结构非线性假定下系统响应特征。为后续模型试验测量结果分析提供了理论依据。最后,本文基于55万吨超大型矿砂船,虚拟设计2条刚度更低的样本舰船,并根据确定的舰船波浪载荷水弹性模型试验方法开展模型试验。通过对比2条样本舰船基于不同波浪载荷预报方法的耐波性及船...  (本文共92页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
哈尔滨工程大学

非线性波浪载荷作用下多种应力成份组合的船体结构疲劳强度分析

随着船舶结构疲劳强度的问题日益突出,对船体结构主要失效模式之一的疲劳破坏的研究也就成为当前的一个热点研究方向。本文的主要目的是研究非线性波浪载荷作用下多种应力成份组合的船体结构疲劳损伤计算。为此,文中着重在下列几个方面进行了探讨。首先,采用切片理论计算作用于船体结构上的线性波浪载荷(包括剖面弯矩及水动压力),按照谱分析法得到各个短期波浪诱导总应力(包括总弯曲应力及局部弯曲应力)范围的短期分布,应用S-N曲线和线性累积损伤理论分析船体结构在线性波浪载荷作用下多种应力成份组合的疲劳损伤。并在此基础上提出了在寿命期中对各工况分别引入一个等效规则波和对长期引入一个总的等效规则波这二种计算在线性波浪载荷作用下多种应力成份组合的船体纵向构件疲劳损伤的简化方法。其次,在时域内计算船体总纵弯曲时的非线性波浪载荷,并考虑到船体的局部弯曲,由此得到包含多种应力成份的应力时历。对该应力时历进行雨流计数,并经统计分析获得应力范围和平均应力的二维联合概率...  (本文共143页) 本文目录 | 阅读全文>>

上海交通大学
上海交通大学

航行船舶的非线性水弹性理论与应用研究

船舶在大浪中航行时,其运动和波浪载荷均呈现明显的非线性;航行中船舶所受到的载荷以及由此引起的结构变形和破坏实质上都是一个动态的过程,利用传统的将水动力学问题与结构力学问题分开处理的方法具有一定的局限性,而从流固耦合的角度,建立大浪中航行船舶的非线性水弹性分析方法,深入研究与揭示大浪中航行船舶的安全性,不仅具有理论上的合理性和创新性,而且具有重要的工程应用价值。在过去的二十多年里,船舶水弹性力学理论和分析方法从二维发展到三维,从线性发展到非线性,并广泛应用到船舶与海洋工程中的流固耦合分析中,如大型船舶,高性能多体船和超大型浮体(VLFS)等的运动、载荷与结构响应评估等,逐渐发展成为一门具有广泛工程应用价值和发展潜力的新兴船舶力学学科分支。本文在三维船舶水弹性力学领域里开展研究工作,首先着力于继承已有的三维线性船舶水弹性分析方法(Wu,1984;杜双兴,1996),并加以发展和完善,更为严格地考虑了航速与定常兴波流场对船舶水弹性响应...  (本文共209页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
哈尔滨工程大学

船舶疲劳强度虚拟测试方法研究

疲劳破坏是船舶结构的主要失效模式之一。传统疲劳试验方法长期以来主要依赖于理论计算和先前经验进行船舶结构抗疲劳节点研制,近年来,虚拟试验技术的出现打破了传统试验的局限性,为分析结构复杂、测试难度大、测试费用高的设备和系统提供了有效的途径。本文研究了基于动力分析基础上的船舶结构疲劳强度的虚拟试验技术,主要工作如下:1)介绍了船舶疲劳试验,研究了计及平均应力的疲劳估算方法,给出了随机载荷作用下船舶结构疲劳损伤的具体计算过程;2)介绍了动力响应分析的基本方法,研究了基于其基础上的时域波浪载荷作用下的船舶结构动态响应计算及其在虚拟测试系统中的应用,初步实现了时域内船体结构疲劳虚拟测试;3)阐述了虚拟试验技术的内涵和关键技术,根据实船疲劳试验方法,论述了船舶结构疲劳寿命虚拟测试技术的基本思想与实现方案。4)在上述研究的理论基础及频域内虚拟测试系统基础上,根据技术方案的要求,将动力分析与虚拟测试结合起来,利用C、VC++语言进一步改善了船舶结...  (本文共86页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江海洋学院
浙江海洋学院

江海直达散货船疲劳强度直接计算研究

疲劳失效是船体结构破坏的主要模式之一。尤其是对于大尺度船和高强度钢船来说,疲劳问题更加严重。船体结构疲劳问题在船舶行业内引起广泛重视。船体结构疲劳强度评估方法的研究显得愈发重要。江海直达船是一种特殊船型,它不同于传统的江船和海船,其航行过程要跨越江、海两级航区,必须能够经受江、海两个不同气象水文条件对船舶结构安全性的考验。同时,江海直达船结构上的特殊性——宽而扁的船体对结构的强度和刚度都有很大影响。江海直达船在江上和海上航行时,承受不同的波浪载荷,波浪周期和波高也有很大不同。因此,有必要对江海直达船的结构强度,特别是结构疲劳强度进行直接计算研究。本文阐述了船舶结构疲劳分析的基本理论和评估方法,重点介绍了疲劳评估直接计算法中的谱分析法;并以江海直达散货船为研究对象,运用水动力分析方法和有限元分析方法,采用挪威船级社(DNV)的SESAM软件系统对其在典型装载状态下的波浪诱导运动及波浪诱导载荷进行了短期预报和长期预报,确定设计波参数...  (本文共91页) 本文目录 | 阅读全文>>