玻璃鋼雙體游艇結構強度的計算方法研究.pdf

1、簍關大學碩士學位論文玻璃鋼雙體游艇結構強度的計算方法研究ResearchontheStructuralStrengthAnalysisMethodsofFRPCatamaran論文答辯日期：2Q!壘生魚月窆目玻璃鋼雙體游艇結構強度的計算方法研究摘要結構強度計算是游艇設計中的關鍵步驟，目前，針對玻璃鋼雙體游艇的結構強度計算還是以規(guī)范公式法為主，已經(jīng)在鋼質(zhì)船領域廣泛應用的有限元法尚未在游艇領域普及。此外，中國船級社的規(guī)范中還沒有專門針對游艇

2、的有限元直接計算的規(guī)定，因此，開展對玻璃鋼雙體游艇結構強度的計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象，對其結構強度計算方法進行研究。分別采用規(guī)范公式法、有限元直接計算法、流固耦合法計算了一艘52ft玻璃鋼雙體游艇的結構強度，對相同工況下的計算結果進行對比，分析三種方法的差異。本文主要開展的研究如下：(1)根據(jù)中國船級社游艇建造規(guī)范的要求，采用規(guī)范公式法計算獲得游艇各主要結構的設計計算壓力及所要求構件的參數(shù)值，對游艇主要結

3、構的計算表明其強度滿足要求。(2)采用有限元直接計算法計算游艇的結構強度。建立實艇的有限元詳細模型，定義了全艇的玻璃鋼非金屬夾層結構，根據(jù)雙體船的航行特性，借助ABAQUS軟件計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構強度。得到玻璃鋼游艇結構的薄弱區(qū)主要分布在連接橋、強橫梁及片體相交或者過渡的位置，最大正應力為3526MPa，最小正應力為一3371MPa，艇體的最大變形量達到3

4、464mm。(3)采用流固耦合法計算游艇的結構強度。建立流場分析模型，借助WORKBENCH平臺實現(xiàn)玻璃鋼游艇全艇的結構有限元模型與流場的耦合計算。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，實現(xiàn)了游艇在靜水、迎浪和斜浪航行工況下的流固耦合計算。(4)三種強度計算方法的對比分析。以規(guī)范公式法的計算剖面為對象，綜合比較了有限元法、流固耦合法的結果，發(fā)現(xiàn)連接橋骨材、頂篷甲板并不危險。選取前10大等效應力對有限元法和流固耦合法同工況