【摘要】:瀝青船是一種具有高附加值的運輸船舶,由于加熱裝置以及隔熱層等結(jié)構(gòu)的存在,使得瀝青船在建造過程中存在一定難度。瀝青船運載的石油瀝青溫度在120℃~180℃之間,高溫液貨不僅大幅度增加了船舶雙殼結(jié)構(gòu)的溫度梯度,而且給船舶構(gòu)件帶來了明顯的附加溫度應(yīng)力,甚至有可能使局部構(gòu)件產(chǎn)生屈服,從而危及結(jié)構(gòu)的安全。但之前有關(guān)內(nèi)河瀝青船的研究較少,因此對于此類船舶結(jié)構(gòu)強度與疲勞強度的評估就具有較高的工程價值。本文以內(nèi)河石油瀝青船為例,完成了溫度場計算、總體強度分析以及疲勞強度分析,總結(jié)了內(nèi)河石油瀝青船結(jié)構(gòu)與疲勞強度的一些特點。具體研究工作及成果如下:首先,介紹了瀝青船營運狀態(tài)下整體裝載工況和環(huán)境條件分布,結(jié)合CCS《船舶結(jié)構(gòu)疲勞指南》的經(jīng)驗公式計算得到波浪彎矩、水動壓力、船舶運動加速度等載荷。其次,采用MSC.Patran軟件建立船體結(jié)構(gòu)網(wǎng)格模型,將上述計算載荷直接加載到船體結(jié)構(gòu)上或通過MPC點關(guān)聯(lián)重心位置完成載荷的施加。然后開展有限元計算,其中分別考慮當(dāng)裝載情況不變的情況下,有無熱應(yīng)力時,船體結(jié)構(gòu)的受力影響。針對熱應(yīng)力的影響因素,選取其中主要的三個參數(shù)分別為隔熱層厚度、瀝青溫度以及船體外部溫度進行分析計算。基于四種工況的應(yīng)力計算結(jié)果,進行應(yīng)力集中區(qū)域的篩選,研究得出船舶波浪載荷的選取原則、總體強度影響因素及可能發(fā)生疲勞破壞的區(qū)域。同時考慮船舶在航行過程中遇外舷側(cè)破損情況下,由于船體進水導(dǎo)致內(nèi)舷側(cè)處會出現(xiàn)較大的溫度梯度,使得船體應(yīng)力增加,因此可能在船舶航行過程中發(fā)生危險。最后介紹了基于S-N曲線和Palmgren-Miner累積損傷原理的名義應(yīng)力法以及熱點應(yīng)力法分析流程,結(jié)合總體強度分析與規(guī)范要求得出高應(yīng)力區(qū)域。通過進行熱點的篩選與精細(xì)網(wǎng)格的建立,用名義應(yīng)力法計算9個疲勞熱點的累積疲勞強度,然后選取最靠近縱向槽型艙壁縱骨以及底邊艙折角位置進行熱點應(yīng)力計算,對比兩種疲勞強度計算方法結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),雖然兩種方法結(jié)果存在一定差異,但是每個方法結(jié)果中仍是上甲板、內(nèi)底板要大于舷側(cè)處縱骨節(jié)點的累積疲勞損傷。
【學(xué)位授予單位】:江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2019
【分類號】:U674.133.2
【參考文獻】
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本文編號:
2780027
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