本文關(guān)鍵詞：LNG船液艙圍護(hù)系統(tǒng)安裝平臺(tái)極限狀態(tài)下的可靠度分析

  更多相關(guān)文章： LNG 安裝平臺(tái) 極限狀態(tài) 可靠度

【摘要】：LNG船液艙圍護(hù)系統(tǒng)安裝平臺(tái)是為了將圍護(hù)系統(tǒng)安裝在液貨艙內(nèi)而專門搭設(shè)的一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜、規(guī)模宏大的新型輕質(zhì)腳手架。作為L(zhǎng)NG船建造的關(guān)鍵配套工裝,安裝平臺(tái)承擔(dān)著LNG船液艙內(nèi)部建造工作的支持與保障工作,無(wú)論是出于安全性還是經(jīng)濟(jì)性的角度,都不允許此類安裝平臺(tái)在實(shí)際工作中出現(xiàn)任何事故。由于此類安裝平臺(tái)的自主研發(fā)工作在國(guó)內(nèi)方興未艾,相關(guān)設(shè)計(jì)的可靠性還沒(méi)有經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的科學(xué)研究與論證,因此,對(duì)安裝平臺(tái)進(jìn)行極限狀態(tài)下的可靠度分析具有十分重要的意義。本文以174 000 m3 LNG船為研究對(duì)象,借助有限元分析軟件,針對(duì)安裝平臺(tái)可能出現(xiàn)的兩種典型的極限狀態(tài),即安裝平臺(tái)正常工作使用時(shí)的極限狀態(tài)以及安裝平臺(tái)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)整體臨界失穩(wěn)的極限狀態(tài),分別從強(qiáng)度和穩(wěn)定性這兩個(gè)角度出發(fā),對(duì)安裝平臺(tái)進(jìn)行可靠度分析。本文的主要內(nèi)容如下:(1)計(jì)算安裝平臺(tái)正常工作時(shí)的極限狀態(tài)下的可靠度。本文在對(duì)安裝平臺(tái)建立三維有限元模型的基礎(chǔ)上,根據(jù)實(shí)際工況施加載荷與約束,對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度方面的有限元分析。同時(shí)根據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力的大小分布情況,確定安裝平臺(tái)在正常工作時(shí)所處的最危險(xiǎn)工況并以此作為線性靜力下的極限狀態(tài),分別運(yùn)用蒙特卡羅法和響應(yīng)面法,對(duì)安裝平臺(tái)正常使用時(shí)的極限狀態(tài)進(jìn)行可靠度分析;(2)以典型的雙排平臺(tái)結(jié)構(gòu)為分析模型,計(jì)算平臺(tái)結(jié)構(gòu)的極限承載力。首先,通過(guò)改進(jìn)后的特征值屈曲分析,綜合考慮恒載和活載的共同作用,預(yù)測(cè)出屈曲載荷的上限;然后,用弧長(zhǎng)法分步施加載荷的方式來(lái)追蹤結(jié)構(gòu)體系的失效模式,引入“生死”單元來(lái)控制局部構(gòu)件的剛度,排除次要構(gòu)件失效對(duì)整體極限承載力計(jì)算的影響;最后,根據(jù)支撐腿受到的支座反力,繪制出追蹤點(diǎn)處的載荷—位移曲線,確定結(jié)構(gòu)體系的極限承載力;(3)計(jì)算安裝平臺(tái)基于極限承載力的可靠度。本文引入了“混合試驗(yàn)法”的思想,將響應(yīng)面法與非線性有限元分析巧妙的結(jié)合起來(lái),來(lái)計(jì)算結(jié)構(gòu)整體臨界失穩(wěn)極限狀態(tài)下的可靠度指標(biāo)。這種方法首先根據(jù)響應(yīng)面法的原理,在中心復(fù)合設(shè)計(jì)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,選取有效的試驗(yàn)點(diǎn);然后再針對(duì)不同的試驗(yàn)點(diǎn)分別調(diào)用有限元程序,確定相應(yīng)的隨機(jī)變量;最后通過(guò)回歸分析,確定安裝平臺(tái)的極限狀態(tài)方程。由于這種方法可以大大減少結(jié)構(gòu)體系可靠度分析中所需的樣本抽樣次數(shù),可靠度分析的效率得到顯著提高。
【關(guān)鍵詞】：LNG 安裝平臺(tái) 極限狀態(tài) 可靠度
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U674.133.3
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-13
• 第1章 緒論13-21
• 1.1 研究背景與意義13-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究和發(fā)展?fàn)顩r14-19
• 1.2.1 液艙圍護(hù)系統(tǒng)安裝平臺(tái)研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.2 極限承載力的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.3 結(jié)構(gòu)可靠度的研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)19-21
• 1.3.1 本文的研究?jī)?nèi)容19-20
• 1.3.2 本文的創(chuàng)新點(diǎn)20-21
• 第2章 結(jié)構(gòu)的可靠度理論21-34
• 2.1 引言21
• 2.2 結(jié)構(gòu)可靠度的基本概念21-25
• 2.2.1 極限狀態(tài)與極限狀態(tài)函數(shù)21-22
• 2.2.2 結(jié)構(gòu)可靠度22-23
• 2.2.3 結(jié)構(gòu)的可靠性指標(biāo)23-25
• 2.3 結(jié)構(gòu)可靠度分析的實(shí)用方法25-30
• 2.3.1 一次二階矩法25-27
• 2.3.2 蒙特卡羅法27-28
• 2.3.3 響應(yīng)面法28-30
• 2.4 結(jié)構(gòu)體系的可靠度分析30-33
• 2.4.1 基本概念30
• 2.4.2 結(jié)構(gòu)體系可靠度的上下界30-31
• 2.4.3 結(jié)構(gòu)體系失效概率的計(jì)算31-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 第3章 安裝平臺(tái)線性強(qiáng)度分析及可靠度校核34-54
• 3.1 引言34
• 3.2 LNG液艙圍護(hù)系統(tǒng)安裝平臺(tái)的靜力分析34-43
• 3.2.1 有限元模型建立34-36
• 3.2.2 材料屬性的定義36
• 3.2.3 安裝平臺(tái)載荷的計(jì)算36-38
• 3.2.4 安裝平臺(tái)的邊界條件38-39
• 3.2.5 安裝平臺(tái)計(jì)算工況的選取39-41
• 3.2.6 計(jì)算結(jié)果分析41-43
• 3.3 LNG液艙圍護(hù)系統(tǒng)安裝平臺(tái)線性可靠度分析在ANSYS上的實(shí)現(xiàn)43-52
• 3.3.1 ANSYS軟件的介紹及其分析流程43
• 3.3.2 PDS模塊關(guān)于可靠性求解的方法步驟43-44
• 3.3.3 MSC.PATRAN模型導(dǎo)入ANSYS的方法44-46
• 3.3.4 基于正常使用極限狀態(tài)的可靠度分析46-52
• 3.4 本章小結(jié)52-54
• 第4章 安裝平臺(tái)的極限承載力分析54-73
• 4.1 理論概述54
• 4.2 安裝平臺(tái)極限承載力的有限元分析54-71
• 4.2.1 模型單元的選取54-57
• 4.2.2 計(jì)算模型的確定57-59
• 4.2.3 材料的本構(gòu)關(guān)系59
• 4.2.4 構(gòu)件初始缺陷的模擬59-62
• 4.2.5 極限承載力的計(jì)算方法與步驟62-64
• 4.2.6 極限承載力分析的步驟64-71
• 4.3 極限承載力結(jié)果分析71-72
• 4.4 本章小結(jié)72-73
• 第5章 基于極限承載力的可靠度分析73-80
• 5.1 結(jié)構(gòu)體系的可靠度73-74
• 5.2 極限承載力統(tǒng)計(jì)參數(shù)的確定74-78
• 5.2.1 概述74
• 5.2.2 初始實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)74-76
• 5.2.3 擬合初始響應(yīng)面76-77
• 5.2.4 初始極限承載力可靠度計(jì)算77
• 5.2.5 體系承載力可靠度的迭代計(jì)算77-78
• 5.3 本章小結(jié)78-80
• 第6章 結(jié)論與展望80-82
• 6.1 研究結(jié)論80-81
• 6.2 研究展望81-82
• 參考文獻(xiàn)82-86
• 攻讀研究生期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況86-87
• 致謝87

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1031160