本文關(guān)鍵詞：雙體風(fēng)電場(chǎng)維護(hù)船的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度研究

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【摘要】：能源供應(yīng)壓力加大，環(huán)境問題突出，海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)納入到國(guó)家有關(guān)規(guī)劃中。對(duì)于海上風(fēng)電場(chǎng)，尤其到達(dá)深水地區(qū)的機(jī)組進(jìn)行維護(hù)工作就非常不便，運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)也非常大。在海上風(fēng)電高速發(fā)展的情況下，風(fēng)電維護(hù)船的需求會(huì)越來越大，設(shè)計(jì)并建造適合風(fēng)電維護(hù)的船舶也就成為風(fēng)電維護(hù)亟待解決的問題。 雙體船型由于具有速度高、良好的穩(wěn)性和耐波性、靈活的操縱性和機(jī)動(dòng)性等優(yōu)點(diǎn)，比較適宜用作風(fēng)電維護(hù)工作。雙體船的型寬較大，長(zhǎng)寬比較小，，故一般而言總縱強(qiáng)度易于保證。當(dāng)雙體船遭遇橫浪或斜浪時(shí)，雙體船將出現(xiàn)橫向彎曲或扭轉(zhuǎn)，連接橋要承受巨大的橫向彎矩及扭矩。其橫向強(qiáng)度及扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的技術(shù)關(guān)鍵，如何較為準(zhǔn)確地確定連接橋的橫向彎矩及扭矩，并保證足夠的強(qiáng)度是至關(guān)重要的。 本論文以一艘海上雙體風(fēng)電維護(hù)船為研究對(duì)象，根據(jù)總體布置對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。參考實(shí)船資料和規(guī)范建議，擬定了兩種不同結(jié)構(gòu)型式的設(shè)計(jì)方案，即混合骨架式和全橫骨架式方案，分別進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)繪基本結(jié)構(gòu)圖和典型橫剖面圖。計(jì)算其載荷，并對(duì)雙體船連接橋的強(qiáng)度進(jìn)行理論計(jì)算。 采用軟件MSC.Patran/Nastran建立全船結(jié)構(gòu)有限元模型，對(duì)雙體船所受的縱向彎矩、橫向彎矩及扭矩載荷組合下的13種工況進(jìn)行計(jì)算和分析，得到全船詳細(xì)的應(yīng)力、變形分布情況。計(jì)算結(jié)果分析表明，兩種結(jié)構(gòu)型式應(yīng)力水平相當(dāng)，但全橫骨架式質(zhì)量較輕，在骨架型式選擇時(shí)可以選擇全橫骨架式型式。對(duì)于不滿足強(qiáng)度要求的連接橋部位，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，重新進(jìn)行有限元計(jì)算，結(jié)果表明調(diào)整方案滿足有限元強(qiáng)度要求。 本文所獲的研究成果及得出的一些結(jié)論，對(duì)該類船型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化具有一定的參考價(jià)值，為今后海上小型雙體船結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析提供參考依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：風(fēng)電維護(hù)船 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 有限元 雙體船
【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】：2014
【分類號(hào)】：U674.3
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 選題的理論意義和實(shí)用價(jià)值12-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)14-19
• 1.2.1 船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 波浪載荷研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2.3 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度研究現(xiàn)狀17-18
• 1.2.4 雙體船結(jié)構(gòu)強(qiáng)度研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3 論文的主要研究?jī)?nèi)容19-20
• 第2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度理論簡(jiǎn)述20-25
• 2.1 結(jié)構(gòu)規(guī)范設(shè)計(jì)20
• 2.2 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算原理20-22
• 2.2.1 船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度理論20-21
• 2.2.2 雙體船載荷概述21-22
• 2.3 有限元理論22-24
• 2.3.1 有限元方法基本原理23-24
• 2.3.2 有限元軟件介紹24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第3章 雙體船結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)25-41
• 3.1 雙體船結(jié)構(gòu)方案構(gòu)思25-27
• 3.1.1 雙體船結(jié)構(gòu)特點(diǎn)25-26
• 3.1.2 維護(hù)船結(jié)構(gòu)方案26-27
• 3.2 維護(hù)船結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)27-40
• 3.2.1 總布置及主要要素27-28
• 3.2.2 結(jié)構(gòu)規(guī)范計(jì)算28-38
• 3.2.3 基本結(jié)構(gòu)和典型橫剖面圖38-40
• 3.3 本章小結(jié)40-41
• 第4章 雙體船載荷及強(qiáng)度計(jì)算41-51
• 4.1 總體載荷計(jì)算41-45
• 4.1.1 CCS 規(guī)范計(jì)算41-42
• 4.1.2 Scott 法計(jì)算42-43
• 4.1.3 伏羅洛夫法計(jì)算43-44
• 4.1.4 計(jì)算結(jié)果比較44-45
• 4.2 雙體船強(qiáng)度計(jì)算45-50
• 4.2.1 橫向強(qiáng)度計(jì)算45-47
• 4.2.2 扭轉(zhuǎn)計(jì)算47-50
• 4.3 本章小結(jié)50-51
• 第5章 雙體船結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有限元分析51-74
• 5.1 全船有限元模型51-54
• 5.1.1 坐標(biāo)系定義51
• 5.1.2 有限元單元?jiǎng)澐?/span>51-52
• 5.1.3 有限元模型52-54
• 5.1.4 模型質(zhì)量54
• 5.2 載荷及載荷施加54-56
• 5.2.1 總縱彎曲55
• 5.2.2 總橫彎曲55-56
• 5.2.3 扭轉(zhuǎn)56
• 5.3 工況組合及邊界條件56-58
• 5.3.1 工況組合56-57
• 5.3.2 邊界條件57-58
• 5.4 雙體船強(qiáng)度有限元計(jì)算58-64
• 5.4.1 總強(qiáng)度許用應(yīng)力58
• 5.4.2 總強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果58-60
• 5.4.3 應(yīng)力校核及分析60-64
• 5.5 連接橋結(jié)構(gòu)方案調(diào)整及分析比較64-70
• 5.5.1 連接橋結(jié)構(gòu)方案調(diào)整64-67
• 5.5.2 調(diào)整方案強(qiáng)度計(jì)算67-68
• 5.5.3 應(yīng)力校核及分析68-70
• 5.6 連接橋抨擊計(jì)算70-73
• 5.6.1 CCS 高速船抨擊載荷計(jì)算公式71
• 5.6.2 連接橋抨擊有限元計(jì)算71-73
• 5.7 小結(jié)73-74
• 結(jié)論74-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 附錄80-90
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文90-92
• 致謝92-93
• 詳細(xì)摘要93-98

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：633733