大型LNG船為高技術、高附加值船舶，液艙泵塔結構的設計與建造為該類型船舶的關鍵技術之一。泵塔作為重要的設備構件，一般要求在整個營運期間保證足夠的安全性。由于LNG船在部分裝載情況下液艙將產生周期性的晃蕩運動，泵塔結構在長期晃蕩交變載荷作用下容易產生疲勞損傷。目前，規(guī)范一般推薦采用簡化方法進行疲勞壽命計算，該方法借鑒了船體結構疲勞計算的思想，但計算中部分關鍵參數的選取需完全依賴于經驗值，缺乏充足的理論背景和實船數據積累，給分析結果帶來較大的不確定性。由于譜分析法以隨機過程線性系統(tǒng)變換理論為基礎，與簡化計算方法相比，更能充分地計及不同海況條件對結構疲勞損傷的影響，本文以薄膜型LNG船泵塔結構為對象，開展晃蕩載荷作用下的泵塔管節(jié)點疲勞壽命譜分析方法研究，主要研究內容包括： （1）基于改進的VOF法，開展了薄膜型LNG船液艙晃蕩運動數值分析，采用Morison方程計算泵塔晃蕩載荷。對晃蕩載荷的濾波算法開展研究，，提出適用于LNG船晃蕩載荷濾波光順的雙重中指均值限幅組合濾波算法。 （2）從理論分析和數值計算兩方面探討了泵塔晃蕩載荷與船舶運動幅值之間的關系。提出泵塔晃蕩載荷與船舶運動幅值之間線性關系的假設，并通過一系列的數值計算進行了驗證。 （3）基于疲勞譜分析法的基本原理，結合泵塔載荷的特性，提出了泵塔疲勞譜分析方法的基本流程。 （4）選取某大型LNG船的泵塔結構進行疲勞壽命的譜分析計算。參考船級社規(guī)范和簡化計算結果進行對比分析。 （5）基于實船泵塔疲勞譜分析法的計算結果，采用最小二乘法對管節(jié)點熱點應力的Weibull分布形狀參數進行估計。為泵塔熱點應力長期分布形狀參數的選擇提供一定的參考。 本文建立的大型LNG船泵塔結構疲勞譜分析方法在一定程度上彌補了目前規(guī)范計算方法的不足，相關理論分析方法和計算流程可為泵塔結構設計、安全性評估以及LNG船規(guī)范的完善提供有益的參考。

【學位授予單位】：上海交通大學

【學位授予年份】：2013
【分類號】：U674.133.3
【目錄】：

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