近年來,世界航運(yùn)業(yè)競爭日益激烈,集裝箱船不斷向高速化、大型化發(fā)展,船體船體剛度不斷下降,彈振效應(yīng)顯著,同時(shí)其甲板大開口使得船體容易發(fā)生水平彎曲和扭轉(zhuǎn)的耦合振動(dòng),由此帶來的艙口角隅等位置的疲勞強(qiáng)度問題成為業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn)。本文將針對(duì)超大型集裝箱船,探究考慮彎扭耦合聯(lián)合作用的彈振載荷和結(jié)構(gòu)響應(yīng)計(jì)算方法及彎扭耦合彈振對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響。本文以一艘21000TEU集裝箱船為例,首先采用基于遷移矩陣法的模態(tài)分析程序計(jì)算船體的垂向和彎扭耦合模態(tài),并與有限元模態(tài)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,驗(yàn)證了本文中遷移矩陣法模態(tài)分析程序的可靠性,并基于模態(tài)結(jié)果預(yù)報(bào)了目標(biāo)船的彈振波浪載荷。而后依據(jù)規(guī)范,采用譜分析方法來校核超大型集裝箱船的疲勞強(qiáng)度。分別設(shè)計(jì)開展了基于剛體理論和彈振載荷作用下的結(jié)構(gòu)有限元準(zhǔn)靜態(tài)響應(yīng)分析,通過對(duì)角隅等典型結(jié)構(gòu)的疲勞損傷和壽命的計(jì)算評(píng)估,并將兩者對(duì)比分析,探究了彈振對(duì)超大型集裝箱船疲勞強(qiáng)度的影響。通過研究對(duì)比發(fā)現(xiàn),基于準(zhǔn)靜態(tài)方法下的彈振響應(yīng)導(dǎo)致的疲勞損傷明顯大于剛體理論,疲勞壽命降低了約10%-40%,有的高達(dá)45%,因此在校核超大型集裝箱的疲勞強(qiáng)度時(shí),彈性效應(yīng)的貢獻(xiàn)不可忽視。進(jìn)一步地,參考中國船級(jí)社規(guī)范...

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２有限元準(zhǔn)靜態(tài)響應(yīng)計(jì)算

算程序或軟件計(jì)算載荷，用有限元方法輸出應(yīng)力，因而更加可靠，但是工作量較大。基??于譜分析理論的直接計(jì)算法計(jì)算疲勞是目前來講最合理和較為精確的方法。結(jié)構(gòu)應(yīng)力的??直接計(jì)算方法常用的有準(zhǔn)靜態(tài)分析方法和動(dòng)力響應(yīng)分析方法。計(jì)算流程如圖１．２和圖１．３??所示。準(zhǔn)靜態(tài)分析方法是目前各船級(jí)社....

圖２．２坐標(biāo)系示意圖??

圖２．２坐標(biāo)系示意圖??固定坐標(biāo)系０－義位，ＯＹ７坐標(biāo)面在水平面上，ＯＺ軸豎直向上；??隨船平動(dòng)坐標(biāo)系ｏ－ｘ＿ｙｚ，初始時(shí)刻與坐標(biāo)系重合；??固船坐標(biāo)系Ｇ－ｘｊａ，即原點(diǎn)Ｇ固連于船體質(zhì)心，坐標(biāo)系隨船體運(yùn)動(dòng)場速度勢的分解??隨船平動(dòng)坐標(biāo)系ｏ－ｘｙｚ中，流場總速度勢可以分解為定常和非....

圖２．５結(jié)構(gòu)外殼網(wǎng)格

?－??圖２．５結(jié)構(gòu)外殼網(wǎng)格?圖２．６分段質(zhì)量模型??模態(tài)計(jì)算之前首先需要準(zhǔn)備相應(yīng)的剖面參數(shù)準(zhǔn)備文件。分段質(zhì)量和剖面慣性矩由己??有的資料中獲得，亦可以通過軟件進(jìn)行稱量提取。彎曲扭轉(zhuǎn)剖面參數(shù)中的圣維南扭轉(zhuǎn)慣??性矩、剪心位置和扇性慣性矩等重要的扭轉(zhuǎn)剪切參數(shù)則使用ＣＣＳ中國船級(jí)社開....

圖２．７開口梁分段模型建立?圖２．８剪流計(jì)算??

?ｌ＿—■■—■■■．．：，．ｉ??圖２．７開口梁分段模型建立?圖２．８剪流計(jì)算??垂向和彎扭振動(dòng)方程里的相關(guān)參數(shù)確定之后便可以通過編制的模態(tài)計(jì)算程序進(jìn)行??模態(tài)計(jì)算。遷移矩陣法計(jì)算模態(tài)時(shí)模態(tài)計(jì)算階數(shù)可以由計(jì)算者自行設(shè)置，但是考慮到遷??移矩陣法在高階計(jì)算的準(zhǔn)確性難以保證，且在后....

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