超大型集裝箱船結(jié)構(gòu)強(qiáng)度直接計(jì)算研究.pdf

1、近年來(lái)，世界經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，國(guó)際間貿(mào)易不斷增長(zhǎng)，對(duì)集裝箱運(yùn)輸?shù)男枨笠踩找嫣岣?，此外各大集裝箱航運(yùn)公司追求規(guī)模效應(yīng)，推動(dòng)了箱船向大型化趨勢(shì)發(fā)展。集裝箱船本身具有大開(kāi)口、剛度低和航速高等特點(diǎn)，船體強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度問(wèn)題突出，大型化對(duì)其結(jié)構(gòu)安全帶來(lái)了更大的考驗(yàn)，傳統(tǒng)船體梁理論不再適用，因此有必要開(kāi)展針對(duì)超大型集裝箱船結(jié)構(gòu)強(qiáng)度直接計(jì)算的相關(guān)研究。
　　本研究首先基于三維線性勢(shì)流理論，采用等效設(shè)計(jì)波法，對(duì)目標(biāo)船進(jìn)行了波浪載荷直接預(yù)報(bào)，并與規(guī)范值進(jìn)

2、行對(duì)比，最終確定了用于評(píng)估全船結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的波浪載荷。然后研究目標(biāo)船彎扭聯(lián)合作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)特性，對(duì)其屈服強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)估，篩選危險(xiǎn)區(qū)域，針對(duì)危險(xiǎn)區(qū)域采用細(xì)網(wǎng)格進(jìn)一步分析，并對(duì)不滿(mǎn)足衡準(zhǔn)的構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。針對(duì)超大型集裝箱船的疲勞問(wèn)題，需計(jì)及波激振動(dòng)影響?；谌S線性頻域水彈性方法，利用有限元法進(jìn)行模態(tài)分析，預(yù)報(bào)目標(biāo)船的波激振動(dòng)載荷，分析其水彈性效應(yīng)。選取船體多個(gè)不同位置和類(lèi)型的艙口角隅，基于譜分析方法，利用有限元法求解熱點(diǎn)應(yīng)力，計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的疲

3、勞損傷及疲勞壽命，并與剛體理論的結(jié)果對(duì)比，研究波激振動(dòng)對(duì)疲勞壽命的影響。提出一種快速生成節(jié)點(diǎn)細(xì)網(wǎng)格的方法，編寫(xiě)相應(yīng)的二次開(kāi)發(fā)程序，并利用它建立多個(gè)節(jié)點(diǎn)形狀優(yōu)化方案，對(duì)雙圓弧負(fù)角隅進(jìn)行疲勞強(qiáng)度優(yōu)化，探討其疲勞特性。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于超大型集裝箱船的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度而言，波浪載荷直接預(yù)報(bào)是有必要的，且必須考慮彎扭聯(lián)合作用下的應(yīng)力響應(yīng)，對(duì)于縱向艙口圍端部和艙口角隅此類(lèi)容易出現(xiàn)應(yīng)力集中的危險(xiǎn)區(qū)域，有必要采用細(xì)網(wǎng)格分析。船體在波浪中很容易發(fā)生波激振動(dòng)，且必