水下結(jié)構(gòu)物艉部典型結(jié)構(gòu)振動(dòng)分析.pdf

1、水下結(jié)構(gòu)物艉部結(jié)構(gòu)振動(dòng)問(wèn)題一直受到廣泛關(guān)注,由于其所處的特殊環(huán)境,分析艉部結(jié)構(gòu)振動(dòng)時(shí)需要考慮流體對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)的影響。本文選取了三種典型的艉部結(jié)構(gòu):環(huán)加筋圓錐殼、雙層圓錐殼和水平穩(wěn)定翼,分析這三種結(jié)構(gòu)的流固耦合振動(dòng)特性。
　　首先提出了外部流體作用下環(huán)加筋圓錐的自由振動(dòng)半解析分析方法?；诮?jīng)典薄殼理論和肋骨等效原理,導(dǎo)出了環(huán)加筋圓錐殼的振動(dòng)微分方程,通過(guò)將圓錐殼切分成長(zhǎng)度很小的圓錐段,將每個(gè)微錐段近似視為圓柱殼的做法來(lái)計(jì)算圓錐殼的流體

2、載荷,并利用冪級(jí)數(shù)的形式得到該方程的半解析解,給出了計(jì)算算例,對(duì)比了半解析解與數(shù)值解的計(jì)算結(jié)果,兩者吻合較好。分析了肋骨尺寸和肋骨間距對(duì)本文半解析解精度的影響,計(jì)算了不同半錐角下的加筋圓錐殼的耦合振動(dòng)頻率,半錐角增大,錐殼振動(dòng)頻率降低,流體的影響增強(qiáng)。
　　其次,本文闡述了ANSYS流固耦合計(jì)算的原理和過(guò)程,以平板的單面觸水和雙面觸水為例進(jìn)行了說(shuō)明,重點(diǎn)介紹了ANSYS處理殼體雙面觸水的技巧和要點(diǎn),通過(guò)將單層殼等效成雙層殼,然后改

3、變雙層殼的材料密度和彈性模量,保證結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度不變的做法來(lái)解決殼體雙面觸水的問(wèn)題。然后考慮了雙層錐殼外流體以及層間流體對(duì)殼體振動(dòng)的影響,計(jì)算獲得了雙層錐殼與內(nèi)外流體的耦合振動(dòng)頻率。對(duì)比分析了按照經(jīng)驗(yàn)做法處理內(nèi)部層間流體和流固耦合計(jì)算結(jié)果的差異,指出了經(jīng)驗(yàn)做法的不足之處。
　　最后分析了水平穩(wěn)定翼與內(nèi)外流體的耦合振動(dòng),分析了不同計(jì)算邊界處理方法以及考慮艉部輕外殼與流體的耦合對(duì)水平穩(wěn)定翼振動(dòng)頻率的影響,以及水平穩(wěn)定翼內(nèi)部填充浮力材