大型集裝箱船（LCS）具有較大的甲板開口,抗扭剛度非常低。在惡劣海況下航行時,大型集裝箱船可能會遭遇斜浪的作用,此時船體將受到三向載荷的聯(lián)合作用,水平波浪彎矩和扭轉波浪彎矩可能會接近甚至超過垂向波浪彎矩,船體可能因發(fā)生組合變形而破壞。因此有必要研究大型集裝箱船在三向載荷聯(lián)合作用下的結構可靠性。在研究三向載荷聯(lián)合作用下各維度極限強度的相互關系的基礎上,提出了大型集裝箱船的極限承載能力的可靠性評估方法,并對目標船在各浪向角下的結構可靠性進行評估。結果表明:目標船在0°浪向角下的失效概率最高;考慮水平波浪彎矩影響后目標船的結構可靠性有所降低;扭轉波浪彎矩對目標船船中剖面的結構可靠性影響較小。 

【文章來源】：海洋工程. 2020,38(06)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

0°浪向各剖面垂向波浪彎矩RAO

10 000TEU集裝箱船有限元模型

根據(jù)第1節(jié)中的耦合方程式(1)、(2)、(3)，先對垂向彎矩、扭轉彎矩、水平彎矩兩兩組合進行雙向載荷聯(lián)合作用極限強度研究。以水平垂向載荷聯(lián)合作用為例，設合彎矩方向與純垂向彎矩方向間的夾角為θ。當θ為0°時，船舶僅受垂向彎矩作用，水平彎矩作用為0;隨著θ逐漸增大，垂向彎矩作用逐漸減小，水平彎矩作用逐漸增大;當θ達到90°時，船體僅受水平彎矩作用，垂向彎矩作用為0[3]。為保證θ在0°至90°區(qū)間大致均勻分布，同時考慮載荷計算方便，選用的比例對有限元模型施加角位移載荷，利用非線性有限元法計算不同工況下目標船的極限強度[19]。然后結合耦合方程式擬合得到聯(lián)合載荷作用下無量綱化耦合方程(8)、(9)、(10)(各參數(shù)含義與方程(1)、(2)、(3)相同)，耦合方程包絡曲線如圖3所示，相互作用系數(shù)如表5所示。由3組二維極限強度耦合方程可推導出三向載荷聯(lián)合作用下的目標船極限強度耦合方程如式(11)。三向載荷聯(lián)合作用下的極限強度如圖4所示。

【參考文獻】：
期刊論文
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[2]船體總縱極限強度可靠性分析的拉丁超立方抽樣法(英文)[J]. 祁恩榮,崔維成.  船舶力學. 2002(03)
[3]船舶碰撞和擱淺后剩余強度可靠性評估[J]. 祁恩榮,崔維成,彭興寧,徐向東.  船舶力學. 1999(05)
[4]基于改進 Monte Carlo 法的船體縱向彎曲強度可靠性分析[J]. 于雷,鄭云龍.  大連理工大學學報. 1998(01)
[5]大型油船和集裝箱船靜水彎矩的統(tǒng)計特性研究[J]. 崔維成,周國華,陳瑞章.  中國造船. 1995(03)

博士論文
[1]基于船舶總縱極限強度的可靠性研究[D]. 江曉俐.武漢理工大學 2005

碩士論文
[1]集裝箱船極限強度評估及研究[D]. 昝森.上海交通大學 2018
[2]新型SPAR平臺的可靠性分析與安全性評估研究[D]. 石佳睿.上海交通大學 2015
[3]船體極限強度及其可靠性研究[D]. 段明昕.大連理工大學 2011
[4]陸軍船艇總縱強度可靠性研究[D]. 王磊.天津大學 2003



本文編號：3530109