玻璃鋼雙體游艇結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的計(jì)算方法研究.pdf

1、簍關(guān)大學(xué)碩士學(xué)位論文玻璃鋼雙體游艇結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的計(jì)算方法研究ResearchontheStructuralStrengthAnalysisMethodsofFRPCatamaran論文答辯日期：2Q!壘生魚月窆目玻璃鋼雙體游艇結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的計(jì)算方法研究摘要結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算是游艇設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵步驟，目前，針對(duì)玻璃鋼雙體游艇的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算還是以規(guī)范公式法為主，已經(jīng)在鋼質(zhì)船領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的有限元法尚未在游艇領(lǐng)域普及。此外，中國(guó)船級(jí)社的規(guī)范中還沒有專門針對(duì)游艇

2、的有限元直接計(jì)算的規(guī)定，因此，開展對(duì)玻璃鋼雙體游艇結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的計(jì)算方法研究具有重要意義。本文以玻璃鋼雙體游艇為研究對(duì)象，對(duì)其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算方法進(jìn)行研究。分別采用規(guī)范公式法、有限元直接計(jì)算法、流固耦合法計(jì)算了一艘52ft玻璃鋼雙體游艇的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，對(duì)相同工況下的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，分析三種方法的差異。本文主要開展的研究如下：(1)根據(jù)中國(guó)船級(jí)社游艇建造規(guī)范的要求，采用規(guī)范公式法計(jì)算獲得游艇各主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算壓力及所要求構(gòu)件的參數(shù)值，對(duì)游艇主要結(jié)

3、構(gòu)的計(jì)算表明其強(qiáng)度滿足要求。(2)采用有限元直接計(jì)算法計(jì)算游艇的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。建立實(shí)艇的有限元詳細(xì)模型，定義了全艇的玻璃鋼非金屬夾層結(jié)構(gòu)，根據(jù)雙體船的航行特性，借助ABAQUS軟件計(jì)算了雙體游艇在橫向彎曲、縱向彎曲、片體不同步扭轉(zhuǎn)、連接橋垂向剪切及相互耦合共10種工況下的有限元結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。得到玻璃鋼游艇結(jié)構(gòu)的薄弱區(qū)主要分布在連接橋、強(qiáng)橫梁及片體相交或者過(guò)渡的位置，最大正應(yīng)力為3526MPa，最小正應(yīng)力為一3371MPa，艇體的最大變形量達(dá)到3

4、464mm。(3)采用流固耦合法計(jì)算游艇的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。建立流場(chǎng)分析模型，借助WORKBENCH平臺(tái)實(shí)現(xiàn)玻璃鋼游艇全艇的結(jié)構(gòu)有限元模型與流場(chǎng)的耦合計(jì)算。采用慣性釋放的方法釋放游艇的自由度，利用數(shù)值造波技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了游艇在靜水、迎浪和斜浪航行工況下的流固耦合計(jì)算。(4)三種強(qiáng)度計(jì)算方法的對(duì)比分析。以規(guī)范公式法的計(jì)算剖面為對(duì)象，綜合比較了有限元法、流固耦合法的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)連接橋骨材、頂篷甲板并不危險(xiǎn)。選取前10大等效應(yīng)力對(duì)有限元法和流固耦合法同工況