超大型集裝箱船結(jié)構(gòu)強度直接計算研究.pdf

1、近年來，世界經(jīng)濟快速發(fā)展，國際間貿(mào)易不斷增長，對集裝箱運輸?shù)男枨笠踩找嫣岣?，此外各大集裝箱航運公司追求規(guī)模效應，推動了箱船向大型化趨勢發(fā)展。集裝箱船本身具有大開口、剛度低和航速高等特點，船體強度和疲勞強度問題突出，大型化對其結(jié)構(gòu)安全帶來了更大的考驗，傳統(tǒng)船體梁理論不再適用，因此有必要開展針對超大型集裝箱船結(jié)構(gòu)強度直接計算的相關(guān)研究。
　　本研究首先基于三維線性勢流理論，采用等效設計波法，對目標船進行了波浪載荷直接預報，并與規(guī)范值進

2、行對比，最終確定了用于評估全船結(jié)構(gòu)強度的波浪載荷。然后研究目標船彎扭聯(lián)合作用下的結(jié)構(gòu)響應特性，對其屈服強度進行評估，篩選危險區(qū)域，針對危險區(qū)域采用細網(wǎng)格進一步分析，并對不滿足衡準的構(gòu)件進行優(yōu)化設計。針對超大型集裝箱船的疲勞問題，需計及波激振動影響?；谌S線性頻域水彈性方法，利用有限元法進行模態(tài)分析，預報目標船的波激振動載荷，分析其水彈性效應。選取船體多個不同位置和類型的艙口角隅，基于譜分析方法，利用有限元法求解熱點應力，計算各節(jié)點的疲

3、勞損傷及疲勞壽命，并與剛體理論的結(jié)果對比，研究波激振動對疲勞壽命的影響。提出一種快速生成節(jié)點細網(wǎng)格的方法，編寫相應的二次開發(fā)程序，并利用它建立多個節(jié)點形狀優(yōu)化方案，對雙圓弧負角隅進行疲勞強度優(yōu)化，探討其疲勞特性。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，對于超大型集裝箱船的結(jié)構(gòu)強度而言，波浪載荷直接預報是有必要的，且必須考慮彎扭聯(lián)合作用下的應力響應，對于縱向艙口圍端部和艙口角隅此類容易出現(xiàn)應力集中的危險區(qū)域，有必要采用細網(wǎng)格分析。船體在波浪中很容易發(fā)生波激振動，且必