非線性波浪載荷對(duì)船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響研究.pdf

1、近年來，隨著船舶工業(yè)自身發(fā)展以及全球經(jīng)濟(jì)背景下規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)的刺激，船舶設(shè)計(jì)，尤其是貨運(yùn)船舶，正朝著更大、更快、更專業(yè)的方向發(fā)展。超大型船舶由于具有大尺度的特點(diǎn)，以及在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，為了減輕結(jié)構(gòu)重量而往往大量使用高強(qiáng)度鋼，致使船舶剛度低于傳統(tǒng)船舶，船體梁固有頻率相對(duì)減小；同時(shí)大型艦船、大型集裝箱船等船型型線復(fù)雜，具有大外飄，砰擊問題不可忽略。這些船舶在惡劣海浪環(huán)境中航行時(shí)，在非線性沖擊載荷，如外飄砰擊、底部砰擊等作用下，更容易產(chǎn)生所謂顫振，

2、會(huì)激起短暫而劇烈的總體振動(dòng)，造成巨大的結(jié)構(gòu)破壞，對(duì)船體梁極限承載能力提出更高的要求，同時(shí)會(huì)降低結(jié)構(gòu)構(gòu)件疲勞壽命。因此在對(duì)船體結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度評(píng)估時(shí)，應(yīng)在滿足一定條件時(shí)計(jì)入船體梁振動(dòng)的影響，并考慮砰擊非線性載荷對(duì)疲勞損傷及極限強(qiáng)度校核的影響。本文建立了一種簡化的考慮砰擊非線性的波浪載荷計(jì)算方法，在此基礎(chǔ)上研究了大型船舶的砰擊非線性波浪載荷對(duì)結(jié)構(gòu)疲勞損傷與極限強(qiáng)度校核的影響。主要工作內(nèi)容如下：
　　1）利用三維線性頻域理論計(jì)算船舶運(yùn)動(dòng)和線

3、性剖面載荷，將計(jì)算結(jié)果向時(shí)域轉(zhuǎn)換，計(jì)入非線性砰擊力、利用遷移矩陣法分析船體梁振動(dòng)特征，建立船體非線性時(shí)域振動(dòng)方程，求解非線性船體剖面載荷。
　　2）利用計(jì)算點(diǎn)剖面模數(shù)作為轉(zhuǎn)換因子，計(jì)算各海況、浪向、裝載狀態(tài)下非線性總彎矩應(yīng)力響應(yīng)和波浪彎矩波頻分量產(chǎn)生的疲勞累積損傷，研究了非線性載荷對(duì)疲勞損傷的貢獻(xiàn)度以及船體梁垂向波浪彎矩影響系數(shù)；
　　3）利用非線性有限元方法計(jì)算了船體梁極限抗彎能力，對(duì)船體橫剖面非線性彎矩進(jìn)行短期與長期分析