本文關鍵詞：VLCC新型邊艙斜板結構優(yōu)化方案研究

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【摘要】：油船是世界三大主流船型之一,由于技術相對成熟,地位重要,油船是一國造船業(yè)地位的基石。作為油船中的巨無霸——超大型油船(Very Large Crude Oil Carrier,以下簡稱VLCC)由于本身良好的單次運量和單位運量經濟性,在石油運輸中具有舉足輕重的地位。近些年以來,有統(tǒng)計資料表明,船長大于200m的船,其損壞總數(shù)的70%可歸類于疲勞損壞,而船舶破壞主要體現(xiàn)在船舶貨艙區(qū)上折角和下折角的節(jié)點疲勞問題,所以節(jié)點設計是船舶結構設計中十分重要的內容,大型船舶更是如此,因此VLCC邊艙斜板結構節(jié)點的優(yōu)化是十分必要的。本文以某30.8萬噸VLCC為目標船舶,主要內容如下所示：第一,分析了CSR關于疲勞強度評估的規(guī)定,重點介紹了基于規(guī)范計算的名義應力法和基于有限元分析的熱點應力法兩種疲勞強度計算方法。第二,提出了在圓弧端點加設縱向加強筋、在圓弧中心加設縱向加強筋兩種下折角結構的優(yōu)化方案,對原始設計以及兩種優(yōu)化設計的結構形式進行分析對比,指出三種方案在結構疲勞強度、結構布局、施工工藝方面的優(yōu)缺點。進行了優(yōu)化方案的規(guī)范計算和有限元計算,結果證明優(yōu)化方案的疲勞強度得到有效提高：第三,從施工角度進行分析,對船舶上、下折角的焊接方式進行了優(yōu)化,通過分析對比,得到滿足施工工藝的優(yōu)化設計結果。第四,通過對兩種方案的對比,新方案在改善應力集中、增加疲勞強度、降低施工難度、方便精度控制、降低建造成本、提高建造效率等方面具有明顯優(yōu)勢。其中,在圓弧中心加設縱向加強筋的方案要優(yōu)于在圓弧端點加設縱向加強筋的方案,能夠明顯地提高疲勞強度,節(jié)省建造成本,利于現(xiàn)場施工。第五,進一步探討了圓弧板的建造技術,對于該項技術的應用進行了創(chuàng)新,該技術不僅可以用于內底與邊斜板結構相連的下折角,也適用于內殼板及斜內殼板與水平桁的連接結構上,本文從施工角度對該方案的可行性進行了全面分析。折角點的疲勞強度是大型船舶的重點關注問題,關系到船舶的安全性、使用壽命等問題；折角點的施工又是船舶建造的難點之一。本文提出的優(yōu)化方案,可以有效地提高該結構的疲勞強度,降低施工難度,節(jié)約成本,為大型船舶折角點結構優(yōu)化提供了技術支持。
【關鍵詞】：VLCC 疲勞分析 CSR 有限元 節(jié)點優(yōu)化 邊艙斜板
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U674.133.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-18
• 1.1 研究背景及意義9-11
• 1.2 現(xiàn)有VLCC船舶疲勞安全性描述11-13
• 1.3 依托工程船型簡介13-17
• 1.3.1 主要技術參數(shù)14-17
• 1.4 本文主要內容17-18
• 2 船體結構疲勞壽命分析方法18-30
• 2.1 名義應力法19-27
• 2.1.1 CSR疲勞強度校核要求部位19-20
• 2.1.2 名義應力法的特點20
• 2.1.3 疲勞載荷20
• 2.1.4 應力范圍20-23
• 2.1.5 S-N曲線的選擇23-24
• 2.1.6 疲勞壽命計算24-27
• 2.2 熱點應力法27-29
• 2.2.1 疲勞強度評估部位27-28
• 2.2.2 熱點位置的確定28
• 2.2.3 計算工況28
• 2.2.4 評估衡準28-29
• 2.3 本章小結29-30
• 3 新型節(jié)點形式設計研究30-50
• 3.1 傳統(tǒng)設計30-37
• 3.1.1 靜水設計彎矩及波浪彎矩31-32
• 3.1.2 傳統(tǒng)VLCC下折角節(jié)點形式的規(guī)范計算32-33
• 3.1.3 傳統(tǒng)VLCC下折角節(jié)點形式的有限元分析33-37
• 3.2 方案設計37-40
• 3.2.1 方案1；在圓弧端點加設縱向加強筋的規(guī)范設計37-39
• 3.2.2 方案2：在圓弧中心加設縱向加強筋的規(guī)范設計39-40
• 3.3 方案設計的規(guī)范計算40-42
• 3.4 方案設計的有限元分析42-47
• 3.4.1 方案1：在圓弧端點加設縱向加強筋的有限元分析42-45
• 3.4.2 方案2：在圓弧中心加設縱向加強筋的有限元分析45-47
• 3.5 設計方案對比47-48
• 3.6 其他優(yōu)化方案48-49
• 3.6.1 內殼上折角優(yōu)化設計48
• 3.6.2 內殼下折角全焊透優(yōu)化設計48-49
• 3.7 本章小結49-50
• 4 建造技術創(chuàng)新優(yōu)化研究50-55
• 4.1 高應力區(qū)結構精度控制技術研究50
• 4.2 技術解決措施50-54
• 4.3 本章小結54-55
• 5 結論55-57
• 參考文獻57-59
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況59-60
• 致謝60-61

【參考文獻】

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本文編號：764647