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

1、水下結(jié)構(gòu)物艉部結(jié)構(gòu)振動問題一直受到廣泛關(guān)注,由于其所處的特殊環(huán)境,分析艉部結(jié)構(gòu)振動時需要考慮流體對結(jié)構(gòu)振動的影響。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半解析分析方法。基于經(jīng)典薄殼理論和肋骨等效原理,導(dǎo)出了環(huán)加筋圓錐殼的振動微分方程,通過將圓錐殼切分成長度很小的圓錐段,將每個微錐段近似視為圓柱殼的做法來計算圓錐殼的流體

2、載荷,并利用冪級數(shù)的形式得到該方程的半解析解,給出了計算算例,對比了半解析解與數(shù)值解的計算結(jié)果,兩者吻合較好。分析了肋骨尺寸和肋骨間距對本文半解析解精度的影響,計算了不同半錐角下的加筋圓錐殼的耦合振動頻率,半錐角增大,錐殼振動頻率降低,流體的影響增強。
　　其次,本文闡述了ANSYS流固耦合計算的原理和過程,以平板的單面觸水和雙面觸水為例進行了說明,重點介紹了ANSYS處理殼體雙面觸水的技巧和要點,通過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解決殼體雙面觸水的問題。然后考慮了雙層錐殼外流體以及層間流體對殼體振動的影響,計算獲得了雙層錐殼與內(nèi)外流體的耦合振動頻率。對比分析了按照經(jīng)驗做法處理內(nèi)部層間流體和流固耦合計算結(jié)果的差異,指出了經(jīng)驗做法的不足之處。
　　最后分析了水平穩(wěn)定翼與內(nèi)外流體的耦合振動,分析了不同計算邊界處理方法以及考慮艉部輕外殼與流體的耦合對水平穩(wěn)定翼振動頻率的影響,以及水平穩(wěn)定翼內(nèi)部填充浮力材