500m3-h絞吸式挖泥船結構強度分析與優(yōu)化研究.pdf

1、黑龍江水域是我國東北邊境貿易的重要集散地，邊境貿易的快速發(fā)展促使船舶的噸位逐漸增大。航道的淤積狀況限制了大型船舶的通行能力，對水運經濟的發(fā)展產生了負面的影響。絞吸式挖泥船是疏浚工程領域被應用最多的工程船舶，相對于其它工程船舶有著工程造價低和適應范圍廣的優(yōu)點，對于保障航道運輸?shù)陌踩蜁惩ㄆ鸬搅酥匾饔谩?br>　　絞吸式挖泥船船型比較特殊，船寬大、吃水淺，在調遣航行和工作中的受力情況復雜，在波浪的作用下，船舶主體區(qū)域應力集中現(xiàn)象比較明顯，

2、需要對整體強度進行校核。絞刀架是絞吸式挖泥船最重要的工作設備，其結構為懸臂梁，工作時整體處于水面以下，工作環(huán)境惡劣，受力復雜。因此，保證絞刀架及其船體支撐結構的安全工作和正常的使用壽命是十分必要的。
　　本文針對黑龍江航道的實際情況，選擇的研究對象為工作于黑龍江水域的500 m3/h絞吸式挖泥船。應用 MSC.Patran有限元分析軟件分析研究其整體結構的強度以及特殊挖泥機械絞刀架的結構強度，并利用正交試驗法對絞刀架進行結構優(yōu)化。

3、首先，建立全船有限元模型，施加靜載荷和波浪載荷，分析了調遣狀態(tài)和工作狀態(tài)兩種工況。通過計算得到船體的應力集中區(qū)域，并分析應力集中現(xiàn)象產生的原因，找到最大應力發(fā)生的位置，與許用應力進行比較，同時調取位移的計算結果，與規(guī)范進行比較。其次，對絞刀架進行整體建模，分析并計算在水平懸吊狀態(tài)和工作狀態(tài)的垂向載荷和橫向載荷，并施加到絞刀架模型上，得到的計算結果同規(guī)范中的規(guī)定進行比較。結果發(fā)現(xiàn)應力及應變均大大小于規(guī)范規(guī)定，針對此分析結果采用傳統(tǒng)強度理論