【摘要】：隨著全球氣溫不斷升高,北極冰川不斷的融化,北極航道的通行趨于可行,加上豐富的石油資源,使得人們對北極的研究日漸升溫。由于當(dāng)前北極航線漂浮著許多海冰,航行于北極地區(qū)的船舶可能與海冰碰撞,冰船相互作用的撞擊力可能會導(dǎo)致船體結(jié)構(gòu)破壞,因此船體結(jié)構(gòu)設(shè)計和強(qiáng)度校核需要考慮冰載荷下結(jié)構(gòu)的承載能力。美國船級社ABS對于極地船舶的強(qiáng)度校核中,需要利用非線性有限元進(jìn)行船體強(qiáng)度評估,評估過程耗時且需要建模工作量大。本文針對極地船舶舷側(cè)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度校核方法的研究,研究工作內(nèi)容如下。1.介紹了本文的研究背景,研究現(xiàn)狀。同時,也介紹了美國船級社ABS的冰級指南中針對極地船舶結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核的直接計算方法。2.研究了船體結(jié)構(gòu)常見的四邊剛性固定矩形板的塑性設(shè)計公式,在“雙鉆式”破壞模式的基礎(chǔ)上,采用非線性有限元對該破壞模式下推導(dǎo)出來的塑性設(shè)計公式進(jìn)行修正,并驗(yàn)證修正公式的適用性。3.根據(jù)得到的修正公式以及導(dǎo)出的矩形板彈性階段的解析解,將它們用求解船體舷側(cè)板架極限載荷,得到一種適用于冰載荷作用區(qū)域小于板格的舷側(cè)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度快速校核方法。4.針對冰載荷區(qū)域超出單塊板格的情況,討論如何簡化建模范圍,研究得到三種簡化的適用不同載荷范圍的建模方式。
[Abstract]:With the rising global temperature, the melting of Arctic glaciers, the passage of the Arctic Channel is becoming more feasible, and the abundant oil resources make the study of the Arctic increasingly heated. Because there is a lot of sea ice floating on the current Arctic course, ships sailing in the Arctic may collide with the sea ice, and the collision force of the ice ship interaction may lead to the destruction of the hull structure. Therefore, the ship structure design and strength check need to consider the bearing capacity of the structure under ice load. In the strength checking of polar ships by ABS, nonlinear finite element method is needed to evaluate the ship strength. The evaluation process is time-consuming and needs a lot of modeling work. In this paper, the strength checking method for the side reinforcement structure of polar ships is studied. The contents of the research are as follows. 1. The research background and present situation of this paper are introduced. At the same time, the direct calculation method for polar ship structure strength checking in the ice level guide of American Classification Society (ABS) is also introduced. The plastic design formula of rigid rectangular plates with four edges is studied. Based on the "double drill" failure mode, nonlinear finite element method is used to modify the plastic design formula derived from the failure mode. The applicability of the modified formula is verified. 3. According to the modified formula and the derived analytical solution of the elastic stage of rectangular plates, a fast checking method for the strength of the side structure with Yu Bing load area smaller than the plate lattice is obtained by solving the limit load of the hull side plate frame. 4. In view of the situation that the ice load area exceeds the single plate lattice, this paper discusses how to simplify the modeling range, and studies three simplified modeling methods suitable for different load ranges.
【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】：U661.4

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本文編號：2368756