三十萬噸大型油輪結(jié)構(gòu)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的疲勞強(qiáng)度分析.pdf

1、隨著中國經(jīng)濟(jì)近些年來的迅猛發(fā)展，中國已經(jīng)成為世界上第二大石油消耗國。而中國自產(chǎn)的原油，早已無法滿足日益增長的能源消耗。這就意味著，在相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)，中國必須依靠進(jìn)口原油來滿足國內(nèi)的需求。而海外的石油基本都是通過油船由海上運(yùn)入國內(nèi)的，因此國內(nèi)包括國際航運(yùn)，需要大量油船，特別是三十萬噸級左右的超大型油輪。 由于大型油輪的船體非常龐大，因此如何保證它的船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是設(shè)計(jì)此類船型的難點(diǎn)。而結(jié)構(gòu)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的疲勞強(qiáng)度又是難點(diǎn)中的難點(diǎn)。目前

2、三十萬噸超大型油輪在國內(nèi)的自主研發(fā)尚處于起步階段，對此類大型油輪的疲勞研究更是少之又少。本論文正是在此背景下，針對大型油輪疲勞強(qiáng)度這一難點(diǎn)，通過有限元計(jì)算，對船體疲勞關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行深入地研究，找出較好的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)形式，用以指導(dǎo)今后的設(shè)計(jì)。此外，本論文的疲勞強(qiáng)度計(jì)算中基于即將生效的雙殼油船結(jié)構(gòu)共同規(guī)范(JTP)的疲勞指導(dǎo)文件進(jìn)行的，目的在于研究新規(guī)范生效對船體的疲勞有哪些新的影響。 所謂疲勞，是指船體在低頻交變載荷的長時(shí)間循壞作用下，

3、出現(xiàn)破損裂縫——疲勞裂縫。論文首先分析三十萬噸大型油輪在海上可能受到的各種交變載荷，包括舷外海水的波動(dòng)壓力以及艙內(nèi)液貨的波動(dòng)壓力等，以及分析計(jì)算這些載荷的方法。 然后，論文將分析確定油輪船體結(jié)構(gòu)中最容易出現(xiàn)疲勞破損的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。在船體結(jié)構(gòu)當(dāng)中，承受較大交變載荷的高應(yīng)力區(qū)域，構(gòu)件連接部位的應(yīng)力集中區(qū)域，最有可能被疲勞破壞。論文將找出這些重點(diǎn)區(qū)域，并對其中最關(guān)鍵的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行疲勞分析。 接下來，論文敘述了如何進(jìn)行疲勞計(jì)算的歷程。船

4、體結(jié)構(gòu)的疲勞計(jì)算，通常需要三維有限元分析。論文介紹了疲勞分析所應(yīng)用的基本原理以及所用的方法。 船體結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度通常用結(jié)構(gòu)所受到的應(yīng)力以及應(yīng)力作用下的疲勞壽命來表示。因此疲勞分析首先要計(jì)算出船體在交變載荷作用下的應(yīng)力。目前國際上流行的計(jì)算疲勞應(yīng)力的方法，主要是通過計(jì)算機(jī)三維有限元軟件，模擬船體在波浪中的受力模型，計(jì)算出船體的交變應(yīng)力。本論文所應(yīng)用的軟件，為美國MSC公司出品的PATRAN三維分析軟件。該軟件已在造船界得到廣泛的應(yīng)