本文關鍵詞：基于數(shù)值計算的VLCC上層建筑固有頻率影響因素研究

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【摘要】：船舶的振動問題尤其是上層建筑整體振動一直是困擾人們的一個不易解決的問題。一般而言,當船舶上層建筑整體固有頻率與激勵源頻率錯開時,其振動可以接受。但是一旦發(fā)生共振,對于如何對結(jié)構(gòu)進行修改以避開共振,人們還沒有很好的解決方法。過去人們計算上層建筑的固有頻率主要依靠經(jīng)驗公式,但是隨著船舶尺寸的不斷增大和船舶結(jié)構(gòu)的優(yōu)化更新,過去的經(jīng)驗公式已經(jīng)不能很好地對固有頻率進行預測。隨著計算機計算能力的飛躍式提升,人們逐漸用有限元法取代經(jīng)驗公式法來對船舶振動問題進行計算分析。用有限元方法對工程問題進行數(shù)值計算,可以極大節(jié)省船舶設計成本,這種方法已逐漸成為現(xiàn)今工程分析的主流方法。本文使用大型通用有限元分析軟件ANSYS,借用靈敏度分析的思想,對兩艘VLCC建模討論。本文前半部分介紹了振動問題的背景和相關計算方法等基本知識,后半部分討論了用有限元法計算VLCC上層建筑固有頻率時因模型化方法等原因?qū)е碌挠嬎阏`差,研究了上層建筑重量、重心和板材厚度等對固有頻率的影響并討論了幾種可行的提高固有頻率的方案。從討論結(jié)果上看,在對上層建筑進行建模時,至少應把其后煙囪樓和下方機艙內(nèi)結(jié)構(gòu)全部建出；基于如今計算機的計算能力,有限元模型單元尺寸可以取為肋距和縱骨間距的大者。如果想要改變船舶上層建筑整體固有頻率,可以降低上層建筑整體重心,或在振動變形較大的位置增設大尺寸肋板。本文的計算結(jié)果可以在今后設計VLCC上層建筑時提供一些參考。
【關鍵詞】：固有頻率 上層建筑 有限元
【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】：U661.44
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 研究背景及意義8-9
• 1.2 船體振動衡準9-13
• 1.3 靈敏度分析簡介13-14
• 1.4 上層建筑振動問題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.5 本文的研究內(nèi)容15-16
• 2 上層建筑固有頻率綜述16-38
• 2.1 單自由度系統(tǒng)的固有頻率計算方法17-20
• 2.2 多自由度系統(tǒng)的固有頻率近似計算方法20-23
• 2.2.1 矩陣迭代法20
• 2.2.2 能量法20-23
• 2.3 Ansys軟件模態(tài)分析方法簡述23-25
• 2.3.1 分塊蘭索斯法23
• 2.3.2 PCG蘭索斯法23-24
• 2.3.3 超節(jié)點(SNODE)法24
• 2.3.4 縮減法24
• 2.3.5 非對稱法24
• 2.3.6 阻尼法24-25
• 2.4 上層建筑固有頻率的估算方法25-34
• 2.4.1 簡化理論計算方法27-29
• 2.4.2 方案設計階段的估算公式29-32
• 2.4.3 有限元法計算上層建筑的固有頻率32-34
• 2.5 Ansys計算固有頻率過程34-35
• 2.6 本文的計算模型35-37
• 2.7 本章小結(jié)37-38
• 3 有限元法計算固有頻率誤差分析38-53
• 3.1 邊界條件對計算結(jié)果的影響38-42
• 3.2 模型精細度對固有頻率的影響42-52
• 3.2.1 單元尺寸大小對上層建筑固有頻率的影響43-49
• 3.2.2 艙壁單元精細度對計算結(jié)果的影響49-52
• 3.3 本章小結(jié)52-53
• 4 VLCC上層建筑結(jié)構(gòu)對固有頻率影響因素分析53-77
• 4.1 上層建筑重量重心對固有頻率的影響規(guī)律53-61
• 4.1.1 上層建筑重量對固有頻率的影響54-57
• 4.1.2 上層建筑重心位置對固有頻率的影響57-61
• 4.2 上層建筑板材厚度對固有頻率的影響61-70
• 4.3 改變上層建筑固有頻率的方案研究70-76
• 4.4 本章小結(jié)76-77
• 結(jié)論77-79
• 參考文獻79-81
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況81-82
• 致謝82-83

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 駱慶衛(wèi);內(nèi)河船舶振動及減振措施[J];江蘇船舶;2004年05期

2 ;俄羅斯油輪漏油引發(fā)黑海生態(tài)災難[J];廣東交通;2007年06期

3 惲偉君,葉祖英,胥加華;膜梁組合模型的船舶總體與上層建筑耦合振動[J];中國造船;1987年03期

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本文編號：815615