【摘要】：超大型浮體(Very Large Floating Structure,VLFS)可以作為空港、海港和能源儲(chǔ)蓄基地等,是目前海洋工程界研究的熱點(diǎn)之一。超大型浮體適應(yīng)我國(guó)海洋發(fā)展的戰(zhàn)略需求,具有十分重要的科學(xué)和戰(zhàn)略意義。目前在超大型浮體的研究中,對(duì)其進(jìn)行水彈性的研究較多,而對(duì)結(jié)構(gòu)總體強(qiáng)度的研究較少,并且缺乏超大型浮體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核規(guī)范,因而需對(duì)超大型浮體結(jié)構(gòu)總體強(qiáng)度的研究進(jìn)行進(jìn)一步的探索。本文以縱向浮筒超大型浮體為研究對(duì)象,采用直接計(jì)算法對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行總體強(qiáng)度分析,確定結(jié)構(gòu)高應(yīng)力區(qū)域,而后采用多種方案對(duì)高應(yīng)力區(qū)域結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn),并對(duì)改進(jìn)方案的總體強(qiáng)度進(jìn)行分析和對(duì)比研究,最終得到一種較為合理可行的縱向浮筒超大型浮體結(jié)構(gòu)加強(qiáng)方案。主要的研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:(1)建立縱向浮筒超大型浮體水動(dòng)力模型,并對(duì)其進(jìn)行分析,得到其運(yùn)動(dòng)響應(yīng)和波浪載荷傳遞函數(shù)。結(jié)果表明:縱向浮筒超大型浮體中橫剖面垂向力和中縱剖面垂向彎矩最大,且中橫剖面垂向力在迎浪時(shí)達(dá)到最大,中縱剖面垂向彎矩在斜浪時(shí)達(dá)到最大。(2)基于設(shè)計(jì)波法,對(duì)縱向浮筒超大型浮體進(jìn)行波浪載荷預(yù)報(bào),得到其設(shè)計(jì)波參數(shù),并確定最危險(xiǎn)工況;然后采用不同軟件對(duì)最危險(xiǎn)工況下結(jié)構(gòu)的總體強(qiáng)度進(jìn)行分析,得到浮體結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布情況。結(jié)果表明:兩種軟件計(jì)算得到結(jié)構(gòu)的高應(yīng)力區(qū)域均相同,即立柱與橫撐連接處,立柱與上殼體連接處和立柱與下浮體連接處,且在立柱與上殼體連接處應(yīng)力最大。(3)對(duì)某特定工況下縱向浮筒超大型浮體和橫向浮筒超大型浮體結(jié)構(gòu)的總體強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算和對(duì)比分析研究。結(jié)果表明:縱向浮筒和橫向浮筒超大型浮體結(jié)構(gòu)的高應(yīng)力區(qū)域相似,均為立柱(下浮體)與橫撐連接處、立柱與上殼體連接處和立柱與下浮體連接處;縱向浮筒超大型浮體結(jié)構(gòu)在立柱與上殼體連接處應(yīng)力最大,而橫向浮筒超大型浮體結(jié)構(gòu)在橫撐與下浮體連接處應(yīng)力最大。(4)基于縱向浮筒超大型浮體結(jié)構(gòu)總體強(qiáng)度分析結(jié)果,采用增加高應(yīng)力區(qū)域板厚、增加骨材數(shù)量和立柱結(jié)構(gòu)局部加大等幾種方案對(duì)縱向浮筒超大型浮體結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部結(jié)構(gòu)改進(jìn),并對(duì)其改進(jìn)結(jié)構(gòu)的總體強(qiáng)度進(jìn)行對(duì)比分析研究,最終得到一種較為合理可行的縱向浮筒超大型浮體結(jié)構(gòu)加強(qiáng)方案。結(jié)果表明:增加高應(yīng)力區(qū)域的板厚和骨材數(shù)量等幾種方案對(duì)超大型浮體的總體強(qiáng)度均有較大的影響,并且在增加板厚和骨材數(shù)量的基礎(chǔ)上對(duì)立柱結(jié)構(gòu)局部加大的方案對(duì)降低其結(jié)構(gòu)局部應(yīng)力最為明顯,因而最為合理。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U661.43;P75

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2637189