薄膜型LNG船的總縱極限承載能力研究.pdf

1、LNG 船即液化天然氣船是在零下163 攝氏度低溫下運輸液化氣的專用船舶，它在當(dāng)前全球的經(jīng)濟(jì)生活中扮演著不可或缺的角色。LNG 船有別于常規(guī)液體船的一個主要技術(shù)難點，就是如何使貨物在－163℃的極低溫度下被安全裝運，并且避免低溫對船體鋼結(jié)構(gòu)造成脆性破壞，這就要求其必須具有足夠的結(jié)構(gòu)強度，而船體結(jié)構(gòu)因總縱極限強度不夠而失效的可能性最大，因此研究船體總縱極限承載能力，評估船體結(jié)構(gòu)的真正安全余量，保證LNG的安全運行有重要的實際意義。評價船體

2、總縱極限承載能力的最重要指標(biāo)是極限彎矩，船體的極限彎矩應(yīng)定義為彎矩-曲率曲線的斜率為零的峰值點所對應(yīng)的彎矩值。這樣定義的極限彎矩計及了包括屈服、屈曲及組合的各種破壞形式和各構(gòu)件之間的非線性影響，目前被認(rèn)為是最為合理的。本文就采用彎矩－曲率曲線來計算極限彎矩。 本文采用非線性有限元法，運用ANSYS 進(jìn)行船體結(jié)構(gòu)總縱極限承載能力計算。先提出兩種計算方法：增量法施加的四點純彎曲和多點約束法。并以Nishihara模型為例，應(yīng)用兩種方

3、法計算總縱極限強度，在計算過程中討論了載荷、網(wǎng)格密度及載荷子步大小的選取方法，并將計算結(jié)果與試驗比較，驗證計算方法的正確性。將這兩種方法應(yīng)用于一薄膜型LNG 船艙段總縱極限強度計算，計算中拱和中垂條件下的彎矩－曲率曲線，分析破壞過程。最后探討了初始位移，殘余應(yīng)力，板厚和屈服應(yīng)力等主要參數(shù)的影響。 通過本文的計算研究可以看出，F(xiàn)EM 方法能較好地將非線性因素考慮到船體的總縱極限強度中，是計算船體總縱極限承載能力的較可靠的方法。在應(yīng)