大型LNG船為高技術(shù)、高附加值船舶，液艙泵塔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與建造為該類型船舶的關(guān)鍵技術(shù)之一。泵塔作為重要的設(shè)備構(gòu)件，一般要求在整個(gè)營(yíng)運(yùn)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(chǎn)生周期性的晃蕩運(yùn)動(dòng)，泵塔結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期晃蕩交變載荷作用下容易產(chǎn)生疲勞損傷。目前，規(guī)范一般推薦采用簡(jiǎn)化方法進(jìn)行疲勞壽命計(jì)算，該方法借鑒了船體結(jié)構(gòu)疲勞計(jì)算的思想，但計(jì)算中部分關(guān)鍵參數(shù)的選取需完全依賴于經(jīng)驗(yàn)值，缺乏充足的理論背景和實(shí)船數(shù)據(jù)積累，給分析結(jié)果帶來(lái)較大的不確定性。由于譜分析法以隨機(jī)過(guò)程線性系統(tǒng)變換理論為基礎(chǔ)，與簡(jiǎn)化計(jì)算方法相比，更能充分地計(jì)及不同海況條件對(duì)結(jié)構(gòu)疲勞損傷的影響，本文以薄膜型LNG船泵塔結(jié)構(gòu)為對(duì)象，開(kāi)展晃蕩載荷作用下的泵塔管節(jié)點(diǎn)疲勞壽命譜分析方法研究，主要研究?jī)?nèi)容包括： （1）基于改進(jìn)的VOF法，開(kāi)展了薄膜型LNG船液艙晃蕩運(yùn)動(dòng)數(shù)值分析，采用Morison方程計(jì)算泵塔晃蕩載荷。對(duì)晃蕩載荷的濾波算法開(kāi)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(shù)值計(jì)算兩方面探討了泵塔晃蕩載荷與船舶運(yùn)動(dòng)幅值之間的關(guān)系。提出泵塔晃蕩載荷與船舶運(yùn)動(dòng)幅值之間線性關(guān)系的假設(shè)，并通過(guò)一系列的數(shù)值計(jì)算進(jìn)行了驗(yàn)證。 （3）基于疲勞譜分析法的基本原理，結(jié)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(jié)構(gòu)進(jìn)行疲勞壽命的譜分析計(jì)算。參考船級(jí)社規(guī)范和簡(jiǎn)化計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。 （5）基于實(shí)船泵塔疲勞譜分析法的計(jì)算結(jié)果，采用最小二乘法對(duì)管節(jié)點(diǎn)熱點(diǎn)應(yīng)力的Weibull分布形狀參數(shù)進(jìn)行估計(jì)。為泵塔熱點(diǎn)應(yīng)力長(zhǎng)期分布形狀參數(shù)的選擇提供一定的參考。 本文建立的大型LNG船泵塔結(jié)構(gòu)疲勞譜分析方法在一定程度上彌補(bǔ)了目前規(guī)范計(jì)算方法的不足，相關(guān)理論分析方法和計(jì)算流程可為泵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、安全性評(píng)估以及LNG船規(guī)范的完善提供有益的參考。

【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)

【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：U674.133.3
【目錄】：

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