計及溫度載荷的滾塑船結(jié)構(gòu)強度評估.pdf

1、近年來，滾塑船作為一種航速快、穩(wěn)性好、節(jié)能環(huán)保的新型船舶越來越受歡迎，它的研發(fā)已被世界各國高度重視。本文在研究滾塑船強度的問題中考慮溫度載荷的影響有兩個方面的原因：其一，由于目前還沒有一套有關(guān)滾塑船的完整的強度計算規(guī)范，國內(nèi)外研究者們對各類鋼質(zhì)船舶的結(jié)構(gòu)強度以及熱應(yīng)力都進行了計算分析，但還未涉及針對塑料類船舶在此方面的研究，他們的研究重點僅僅放在對該類船舶的工藝流程和制造上；其二，當主機運行時船體結(jié)構(gòu)會與外界介質(zhì)存在較大的溫度梯度，給船

2、體構(gòu)件帶來顯著的附加溫度應(yīng)力，同時在受到波浪水壓力和螺旋槳振動等外力作用下，會導致局部構(gòu)件產(chǎn)生較大的變形，從而危及結(jié)構(gòu)的安全。為保證船體在運輸中的安全性和實用性，因此本文對其結(jié)構(gòu)強度的分析具有一定的意義。
　　本文以一艘11.4m的滾塑船為例，考慮在溫度荷載影響下對結(jié)構(gòu)進行分析并校核。為了分析熱應(yīng)力在結(jié)構(gòu)強度中所占的應(yīng)力成分大小，將載荷計算分為三部分：先計算設(shè)計載荷，即常規(guī)載荷下的結(jié)構(gòu)強度評估；再計算溫度載荷；然后計算實際載荷(即

3、設(shè)計載荷與溫度載荷的組合）。其計算過程如下:首先，利用有限元分析軟件MSC.Patran建立三維全船計算模型。其次，對傳熱模型定義屬性并施加相應(yīng)的邊界條件，進行傳熱分析，得到空載和滿載工況下整個模型的溫度分布情況，并以其建立相應(yīng)的溫度場。再次，定義邊界條件和材料屬性，施加約束，確定設(shè)計載荷（包括螺旋槳激振力、波浪水壓力以及固定載荷），并在滿載和空載工況下進行結(jié)構(gòu)強度計算分析。然后，重新定義材料屬性，并計算滿載工況下的溫度荷載(將計算得到