【摘要】：船舶在整個(gè)營運(yùn)期內(nèi)遭受隨機(jī)波浪載荷作用,船體結(jié)構(gòu)在隨機(jī)交變載荷作用下易引起結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、疲勞等問題。本文對(duì)船體強(qiáng)度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的拓展應(yīng)用進(jìn)行了研究,通過數(shù)值計(jì)算分析了基于船體強(qiáng)度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)疲勞評(píng)估方法的可行性。以某集裝箱船作為研究對(duì)象,基于船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)該集裝箱船的疲勞損傷計(jì)算。具體研究內(nèi)容如下:(1)基于一種長基線應(yīng)變儀的船體強(qiáng)度監(jiān)測(cè)系統(tǒng),對(duì)該系統(tǒng)的組成,包括功能框架、硬件以及軟件進(jìn)行總結(jié),針對(duì)總體載荷監(jiān)測(cè),分析了涉及到的系統(tǒng)內(nèi)部彎-扭矩分解算法和基于該系統(tǒng)的幾種監(jiān)測(cè)方案。(2)為了獲取外力矩作用下節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力傳遞函數(shù),利用ANSYS軟件建立了集裝箱整船和艙段模型,并用AQWA軟件計(jì)算了船體的波浪載荷,根據(jù)薄壁結(jié)構(gòu)力學(xué)研究了艙段端面扭心的計(jì)算方法。(3)針對(duì)單一長基線應(yīng)變儀監(jiān)測(cè)剖面的情況,ANSYS結(jié)合AQWA進(jìn)行規(guī)則波頻域計(jì)算,基于總縱彎矩頻域結(jié)果計(jì)算監(jiān)測(cè)剖面評(píng)估點(diǎn)的應(yīng)力響應(yīng)傳遞函數(shù)和疲勞損傷,并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了分析討論。(4)針對(duì)聯(lián)合雙剖面監(jiān)測(cè)分解船體彎、扭矩情況,ANSYS結(jié)合AQWA進(jìn)行規(guī)則波頻域計(jì)算,基于彎、扭矩頻域結(jié)果計(jì)算監(jiān)測(cè)剖面評(píng)估點(diǎn)的應(yīng)力響應(yīng)傳遞函數(shù)和疲勞損傷,并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了分析討論。
【圖文】：

個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，船體結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)目前可分為商用、軍用、科研三方面。外在這方面起步早，韓日及歐美國家很早就開展了對(duì)船體結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究應(yīng)用到了實(shí)船上。世界各大船級(jí)社，如英國的 LR 船級(jí)社、挪威的 DNV 船級(jí)社 ABS 船級(jí)社等也都很早制定了有關(guān)船體結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。世紀(jì)七十年代，Lindemann 對(duì)船體結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)技術(shù)開展了初步研究，考慮了天氣統(tǒng)的影響，基于全尺度試驗(yàn)，針對(duì)垂向加速度和縱向彎矩，建立了波浪載荷臨而發(fā)展了探測(cè)波浪特性和呈現(xiàn)波浪載荷圖像的輔助模塊[11-12]。1994 年，為準(zhǔn)確估船體全壽命周期內(nèi)的結(jié)構(gòu)狀況，歐洲開展了一份先進(jìn)系統(tǒng)研制的兩年計(jì)劃，技術(shù)等多家公司以及法國的 BV 船級(jí)社聯(lián)合開發(fā)一種可用于監(jiān)測(cè)船體結(jié)構(gòu)腐蝕展以及疲勞損傷的船體綜合預(yù)測(cè)系統(tǒng)[13]；1997 年 Hjelme 等用兩種光纖光柵應(yīng)系統(tǒng)，分別在一艘縮尺雙體船模型上測(cè)量了砰擊力和彎矩[14]；同年 8 月國際船員會(huì)（ISSC）的報(bào)告中介紹了一種船體響應(yīng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（HRMS），該系統(tǒng)可用舶運(yùn)動(dòng)響應(yīng)和結(jié)構(gòu)應(yīng)力響應(yīng)[15]，給海員提供決策支持，以降低危險(xiǎn)的應(yīng)力水平1.1 所示。

4圖 1.3 球罐型 LNG 船構(gòu)公司自 2001 年起一直致力于光纖技術(shù)以及結(jié)構(gòu)安全技術(shù)的開船舶與海洋裝備，該公司研發(fā)的船體應(yīng)力系統(tǒng)有助于增加船舶經(jīng)廣泛地運(yùn)用于各大主流船型上和近海裝備上[18-19]。2002 年 Karianne[20]等人在兩艘艦船的船殼上布置光纖光柵傳感器，監(jiān)過有限元建立船體模型，分析受力狀態(tài)，以進(jìn)行對(duì)比分析。同于光纖光柵傳感器開發(fā)了一種適用于大尺度的船舶健康監(jiān)測(cè)系有高解調(diào)速度，，可以從上百個(gè)光纖光柵傳感器中分解出信號(hào)并
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U661.43

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 任慧龍;賈連徽;甄春博;劉寧;李俊男;;船舶結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測(cè)與強(qiáng)度評(píng)估系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào);2013年08期

2 賈連徽;任慧龍;孫樹政;李積德;唐浩云;;船體結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選取方法研究[J];船舶力學(xué);2013年04期

3 汪雪良;顧學(xué)康;魏納新;徐國徽;吳宴華;;航行船舶在波浪中響應(yīng)長期監(jiān)測(cè)技術(shù)[J];艦船科學(xué)技術(shù);2012年02期

4 胡雄;孫德建;金永興;續(xù)秀忠;;集裝箱船舶結(jié)構(gòu)狀態(tài)的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究[J];中國工程機(jī)械學(xué)報(bào);2009年04期

5 袁廣超;田旭東;陳恩;程鎮(zhèn);魯飛;;振弦傳感器在船舶應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];傳感器世界;2009年03期

6 王然章,彭文科,詹志鵠,胡毓仁,陳伯真;采用簡化方法的船體結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度校核[J];中國造船;1999年02期

7 崔維成,蔡新剛,冷建興;船舶結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度校核研究現(xiàn)狀及我國的進(jìn)展[J];船舶力學(xué);1998年04期

8 李積軒;歐洲聯(lián)手研制船體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J];船舶工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)信息;1994年11期

9 潔茹;;船體應(yīng)力監(jiān)視裝置[J];技術(shù)經(jīng)濟(jì)信息;1992年04期

10 王振國;;船舶應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J];技術(shù)經(jīng)濟(jì)信息;1991年08期

相關(guān)會(huì)議論文 前1條

1 唐浩云;任慧龍;賈連徽;馮國慶;;船舶結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[A];2013年CAD/CAM學(xué)術(shù)交流會(huì)議論文集[C];2013年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 王為;光纖光柵在船舶結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];天津大學(xué);2010年

2 馮國慶;船舶結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度評(píng)估方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前9條

1 崔明;面向船舶結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 石楊;基于CSR和HCSR的油船結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度評(píng)估方法分析[D];上海交通大學(xué);2014年

3 朱紫貴;結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)技術(shù)在海上重大件運(yùn)輸中的應(yīng)用研究[D];大連海事大學(xué);2013年

4 孫昊;散貨船結(jié)構(gòu)疲勞評(píng)估的設(shè)計(jì)波法[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

5 張帆;基于簡化方法的薄膜型LNG船疲勞特性研究[D];華中科技大學(xué);2008年

6 張嵐;基于FBG技術(shù)的散貨船結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)傳感器布置研究[D];武漢理工大學(xué);2008年

7 侯超;船體強(qiáng)度狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究[D];武漢理工大學(xué);2008年

8 蔣志巖;船舶結(jié)構(gòu)疲勞評(píng)估及其應(yīng)力分析方法研究[D];大連理工大學(xué);2004年

9 馮國慶;船舶結(jié)構(gòu)疲勞評(píng)估方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2003年

本文編號(hào)：2630723