本文關(guān)鍵詞：計入有效度的強(qiáng)力上層建筑設(shè)計研究

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【摘要】：對于強(qiáng)力上層建筑,現(xiàn)行規(guī)范通常要求按照完全有效的情況進(jìn)行設(shè)計,可能會造成船體強(qiáng)度過剩和材料浪費(fèi)。出于結(jié)構(gòu)理性設(shè)計的考慮,本文在強(qiáng)力上層建筑的設(shè)計中計入有效度的影響,研究如何在保證船體強(qiáng)度的基礎(chǔ)上,根據(jù)上層建筑參與總縱強(qiáng)度的有效度設(shè)計出結(jié)構(gòu)重量較輕的上層建筑,并提出了強(qiáng)力上層建筑設(shè)計的基本流程。有效度是強(qiáng)力上層建筑設(shè)計的關(guān)鍵所在,合理地定義有效度能對設(shè)計提供較大的參考價值。本文針對現(xiàn)行的若干有效度定義推導(dǎo)相互換算關(guān)系,指出在設(shè)計中宜將面積折減系數(shù)定義為有效度。在設(shè)計初期可采用英國勞氏軍規(guī)經(jīng)驗公式和斯曼斯基公式對有效度進(jìn)行近似計算。斯曼斯基公式的推導(dǎo)基于傳統(tǒng)組合梁理論,并根據(jù)強(qiáng)力上層建筑的實際情況進(jìn)行了適當(dāng)簡化,所得結(jié)果具有較高的精確性。強(qiáng)力上層建筑的設(shè)計基于等強(qiáng)度設(shè)計原則,即保證設(shè)置上層建筑后的剖面強(qiáng)度與無上層建筑時主船體的強(qiáng)度相等。通過理論推導(dǎo)可以得到若干結(jié)論:相較于認(rèn)為上層建筑完全有效的情況,計入有效度后維持剖面等強(qiáng)度所需的上層建筑面積更小;僅在上層建筑中部有效度較高的區(qū)域,進(jìn)行上甲板和上層建筑的材料調(diào)整能有效減輕結(jié)構(gòu)重量。在此基礎(chǔ)上,本文以某船為例進(jìn)行了強(qiáng)力上層建筑的設(shè)計,將單層強(qiáng)力上層建筑的設(shè)計方法推廣到多層;以船中剖面為參考,提供了其它剖面的設(shè)計思路。另外,全船有限元分析可在后期設(shè)計階段采用,其計算結(jié)果較為精確,可為最終設(shè)計的確定提供依據(jù)。在強(qiáng)力上層建筑的設(shè)計中,還需重點(diǎn)關(guān)注其應(yīng)力集中問題。在上層建筑的端壁、側(cè)壁門洞開口以及側(cè)壁端部處均易出現(xiàn)明顯的應(yīng)力集中,可參照規(guī)范采取適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)措施減弱應(yīng)力集中的程度。
【關(guān)鍵詞】：有效度 強(qiáng)力上層建筑 等強(qiáng)度設(shè)計 應(yīng)力集中 全船有限元
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U661.43;U663.6
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-18
• 1.2.1 上層建筑的強(qiáng)度理論研究11-13
• 1.2.2 上層建筑的數(shù)值計算研究13-15
• 1.2.3 上層建筑的設(shè)計研究15-18
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容18-20
• 第二章 上層建筑強(qiáng)度理論20-31
• 2.1 引言20
• 2.2 上層建筑受力和變形特征20-22
• 2.3 上層建筑強(qiáng)度理論22-27
• 2.3.1 傳統(tǒng)組合梁法理論22-24
• 2.3.2 雙梁理論24-27
• 2.4 上層建筑有效度定義27-29
• 2.5 本章小結(jié)29-31
• 第三章 強(qiáng)力上層建筑設(shè)計31-48
• 3.1 引言31-32
• 3.2 強(qiáng)力上層建筑等強(qiáng)度設(shè)計32-45
• 3.2.1 上層建筑甲板設(shè)計34-40
• 3.2.2 上層建筑側(cè)壁對上層建筑甲板面積的修正40-41
• 3.2.3 上層建筑設(shè)計結(jié)果的調(diào)整41-42
• 3.2.4 上層建筑甲板與上甲板的材料調(diào)整42-44
• 3.2.5 上層建筑甲板材料分配44-45
• 3.3 強(qiáng)力上層建筑的應(yīng)力集中及加強(qiáng)45-46
• 3.3.1 側(cè)壁端部過渡45-46
• 3.3.2 前后端壁下方加強(qiáng)46
• 3.3.3 側(cè)壁門洞開口加強(qiáng)46
• 3.3.4 側(cè)壁下方加強(qiáng)46
• 3.4 本章小結(jié)46-48
• 第四章 上層建筑有效度近似計算48-60
• 4.1 引言48
• 4.2 有效度定義比較48-50
• 4.3 理論公式近似計算有效度50-58
• 4.3.1 勞氏軍規(guī)經(jīng)驗公式50-51
• 4.3.2 斯曼斯基近似計算公式51-58
• 4.4 本章小結(jié)58-60
• 第五章 某船強(qiáng)力上層建筑設(shè)計60-83
• 5.1 引言60
• 5.2 主船體及上層建筑主尺度60-61
• 5.3 船中剖面等強(qiáng)度設(shè)計61-73
• 5.3.1 上層建筑有效度估算62
• 5.3.2 上層建筑甲板設(shè)計62-64
• 5.3.3 上層建筑側(cè)壁對上層建筑甲板的調(diào)整64-66
• 5.3.4 上層建筑設(shè)計結(jié)果的調(diào)整66-68
• 5.3.5 上甲板與上層建筑甲板的材料調(diào)整68-70
• 5.3.6 上層建筑甲板材料分配70-71
• 5.3.7 剖面校核71-72
• 5.3.8 設(shè)計小結(jié)72-73
• 5.4 設(shè)計中的問題討論73-81
• 5.4.1 多層強(qiáng)力上層建筑設(shè)計的推廣73-75
• 5.4.2 其它剖面的設(shè)計75-78
• 5.4.3 有效度對設(shè)計結(jié)果的影響78-81
• 5.5 本章小結(jié)81-83
• 第六章 全船有限元分析83-99
• 6.1 引言83
• 6.2 全船有限元計算83-88
• 6.2.1 有限元模型83-85
• 6.2.2 計算載荷及載荷施加85-87
• 6.2.3 邊界條件87
• 6.2.4 細(xì)化有限元分析87-88
• 6.2.5 許用應(yīng)力88
• 6.3 上層建筑有效度計算88-92
• 6.3.1 全船三維有限元模型計算結(jié)果89-90
• 6.3.2 理論公式計算結(jié)果90-91
• 6.3.3 有效度計算結(jié)果對比分析91-92
• 6.4 上層建筑等強(qiáng)度設(shè)計驗證92-94
• 6.5 上層建筑應(yīng)力集中區(qū)域細(xì)化網(wǎng)格分析94-98
• 6.6 本章小結(jié)98-99
• 第七章 總結(jié)與展望99-103
• 7.1 主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)99-101
• 7.2 后續(xù)研究工作101-103
• 參考文獻(xiàn)103-107
• 致謝107-108
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文108-110

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本文編號：1121998