近年來隨著全球氣候的不斷變暖,極地冰川的消融情況日益嚴(yán)重,極地科學(xué)考察、資源開發(fā)和航道開辟等人類活動也逐漸增多,對適用于冰區(qū)航行的船舶提出了更高的需求。船舶在冰區(qū)海域航行時,處于以海冰為主的復(fù)雜環(huán)境條件之下。為了保證極地船舶航行的安全性,需要對冰載荷作用下的船舶局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行疲勞損傷研究,為極地船舶的設(shè)計(jì)和維護(hù)提供保障。極地通常指的是北極圈（66°34′N）以北和南極圈（66°34′S）以南的地區(qū),常年被海冰覆蓋。近年來隨著北極地區(qū)海冰的持續(xù)消融和航運(yùn)技術(shù)的進(jìn)步,北極航道通航季不斷延長,通航條件不斷優(yōu)化,對冰區(qū)航行船舶的研究也不斷深入。極地船舶在設(shè)計(jì)和運(yùn)營中需要考慮海冰對結(jié)構(gòu)疲勞的影響。本文主要針對極地冰區(qū)船舶局部結(jié)構(gòu)在海冰作用下的疲勞問題進(jìn)行研究,對冰載荷作用下的船舶結(jié)構(gòu)進(jìn)行疲勞分析。在冰載荷作用下船舶結(jié)構(gòu)疲勞分析的過程中,構(gòu)造合理的疲勞工況十分重要。本文通過對“雪龍”號科學(xué)考察船北極科學(xué)考察中觀測的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,得到海冰疲勞參數(shù),主要包括海冰厚度和船舶航速。以此為基礎(chǔ)得到兩者的聯(lián)合概率分布,構(gòu)造冰區(qū)航行疲勞工況。本文建立船舶艏部結(jié)構(gòu)的有限元模型,采用時域分析的方法,采用基于實(shí)測數(shù)... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 極地船舶結(jié)構(gòu)疲勞的研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 極地船舶的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 極地船舶結(jié)構(gòu)冰載荷的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 冰載荷作用下的船舶疲勞強(qiáng)度的研究現(xiàn)狀
        1.2.4 海冰離散元方法的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究內(nèi)容
2 極地船舶結(jié)構(gòu)疲勞的分析方法
    2.1 船舶疲勞的基本概念
    2.2 結(jié)構(gòu)疲勞破壞的S-N曲線
    2.3 結(jié)構(gòu)疲勞累計(jì)損傷度
    2.4 船舶結(jié)構(gòu)疲勞的時域分析方法
    2.5 本章小結(jié)
3 船舶結(jié)構(gòu)疲勞參數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析
    3.1 海冰參數(shù)分析
        3.1.1 海冰厚度的概率分布
        3.1.2 船舶航速的概率分布
    3.2 船舶冰區(qū)航行中的疲勞工況
        3.2.1 海冰厚度的疲勞工況
        3.2.2 船舶航速的疲勞工況
        3.2.3 冰厚和航速的聯(lián)合疲勞工況
    3.3 本章小結(jié)
4 冰載荷作用下的船舶結(jié)構(gòu)疲勞分析
    4.1 船舶與海冰相互作用過程分析
    4.2 船舶艏部結(jié)構(gòu)有限元仿真
        4.2.1 模型的簡化
        4.2.2 有限元建模流程
        4.2.3 船體結(jié)構(gòu)的材料屬性
        4.2.4 有限元分析過程
    4.3 結(jié)構(gòu)的熱點(diǎn)應(yīng)力計(jì)算
    4.4 結(jié)構(gòu)的熱點(diǎn)應(yīng)力循環(huán)統(tǒng)計(jì)
    4.5 結(jié)構(gòu)的疲勞損傷分析
    4.6 本章小結(jié)
5 基于海冰離散元方法的船舶結(jié)構(gòu)疲勞分析
    5.1 海冰離散元模型
        5.1.1 單元的接觸模型
        5.1.2 單元的平行粘結(jié)模型
        5.1.3 單元的斷裂模型
        5.1.4 海冰單元的運(yùn)動方程
    5.2 基于離散元方法的船舶結(jié)構(gòu)熱點(diǎn)應(yīng)力計(jì)算
    5.3 基于離散元方法的船舶結(jié)構(gòu)疲勞分析
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號：3237444