【摘要】：瀝青船是一種具有高附加值的運(yùn)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(guò)程中存在一定難度。瀝青船運(yùn)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(lái)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(duì)于此類(lèi)船舶結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與疲勞強(qiáng)度的評(píng)估就具有較高的工程價(jià)值。本文以?xún)?nèi)河石油瀝青船為例,完成了溫度場(chǎng)計(jì)算、總體強(qiáng)度分析以及疲勞強(qiáng)度分析,總結(jié)了內(nèi)河石油瀝青船結(jié)構(gòu)與疲勞強(qiáng)度的一些特點(diǎn)。具體研究工作及成果如下:首先,介紹了瀝青船營(yíng)運(yùn)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(yàn)公式計(jì)算得到波浪彎矩、水動(dòng)壓力、船舶運(yùn)動(dòng)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(jì)算載荷直接加載到船體結(jié)構(gòu)上或通過(guò)MPC點(diǎn)關(guān)聯(lián)重心位置完成載荷的施加。然后開(kāi)展有限元計(jì)算,其中分別考慮當(dāng)裝載情況不變的情況下,有無(wú)熱應(yīng)力時(shí),船體結(jié)構(gòu)的受力影響。針對(duì)熱應(yīng)力的影響因素,選取其中主要的三個(gè)參數(shù)分別為隔熱層厚度、瀝青溫度以及船體外部溫度進(jìn)行分析計(jì)算。基于四種工況的應(yīng)力計(jì)算結(jié)果,進(jìn)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(qiáng)度影響因素及可能發(fā)生疲勞破壞的區(qū)域。同時(shí)考慮船舶在航行過(guò)程中遇外舷側(cè)破損情況下,由于船體進(jìn)水導(dǎo)致內(nèi)舷側(cè)處會(huì)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(guò)程中發(fā)生危險(xiǎn)。最后介紹了基于S-N曲線(xiàn)和Palmgren-Miner累積損傷原理的名義應(yīng)力法以及熱點(diǎn)應(yīng)力法分析流程,結(jié)合總體強(qiáng)度分析與規(guī)范要求得出高應(yīng)力區(qū)域。通過(guò)進(jìn)行熱點(diǎn)的篩選與精細(xì)網(wǎng)格的建立,用名義應(yīng)力法計(jì)算9個(gè)疲勞熱點(diǎn)的累積疲勞強(qiáng)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(jìn)行熱點(diǎn)應(yīng)力計(jì)算,對(duì)比兩種疲勞強(qiáng)度計(jì)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(gè)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(diǎn)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：U674.133.2

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 侯鵬飛;郭麗娟;駱偉;;表面熱力耦合均載作用下的簡(jiǎn)支圓板[J];浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2007年01期

2 王甲畏,王德禹;船體焊接結(jié)構(gòu)疲勞問(wèn)題的熱點(diǎn)應(yīng)力研究[J];船海工程;2004年05期

3 凌逸群;中國(guó)道路瀝青市場(chǎng)現(xiàn)狀及發(fā)展[J];石油瀝青;2004年01期

4 滕曉青,顧永寧;雙殼型船體結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)和溫度應(yīng)力[J];中國(guó)造船;2000年02期

5 張少雄,楊永謙;油船結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析與研究[J];武漢交通科技大學(xué)學(xué)報(bào);2000年01期

6 張少雄,楊永謙;關(guān)于油船結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算的幾種方法[J];武漢造船;1999年01期

7 林金木;瞬態(tài)溫度場(chǎng)的解及其振蕩[J];工程熱物理學(xué)報(bào);1996年03期

8 林金木;瞬態(tài)溫度場(chǎng)的新解法[J];湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1996年01期

9 陳伯真，胡毓仁;船體溫度分布及溫度應(yīng)力計(jì)算[J];上海交通大學(xué)學(xué)報(bào);1995年03期

10 周校先;工程中的非穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)和熱應(yīng)力場(chǎng)問(wèn)題的分析[J];華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1995年04期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 劉之昱;基于IACS散貨船結(jié)構(gòu)共同規(guī)范的疲勞強(qiáng)度與極限強(qiáng)度分析[D];哈爾濱工程大學(xué);2007年

2 李妍;基于JBP規(guī)范的船體疲勞分析[D];大連理工大學(xué);2006年

本文編號(hào)：2780027