船舶波浪載荷水彈性分析及對(duì)疲勞強(qiáng)度影響.pdf

1、隨著海洋事業(yè)的不斷發(fā)展,船舶正向大型化,專業(yè)化方向轉(zhuǎn)化。然而由于大型化船舶具有大長寬比的特點(diǎn),導(dǎo)致其剛度比常規(guī)船舶要低得多,因此容易受到波浪的影響,產(chǎn)生波激振動(dòng),從而使其整體的彈性變形加大,對(duì)疲勞產(chǎn)生不利的影響。以平面流建立起來的二維方法,并采用不計(jì)船體彈性效應(yīng)的剛體模型與僅適用于低海況、低航速時(shí)的假設(shè),逐漸暴露出其局限性。因此本文依據(jù)三維線性水彈性理論,計(jì)算船體剖面載荷,通過模型試驗(yàn),驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果的合理性,并討論了彈振對(duì)船舶疲勞強(qiáng)度的

2、影響。本文著重在以下幾方面進(jìn)行了研究:
　　 (1)將船體簡化為船體梁模型,將其分成20段。每段均是一個(gè)Timoshenko梁模型,本文采用目前常用的遷移矩陣法進(jìn)行垂向?qū)ΨQ干模態(tài)分析,以一艘大型船舶為算例,給出船舶結(jié)構(gòu)特性隨船長的變化曲線,并計(jì)算各階模態(tài)固有振型。
　　 (2)為了較真實(shí)的反映船舶彈性效應(yīng),并驗(yàn)證本文中水彈性方法數(shù)值計(jì)算結(jié)果的正確性,以實(shí)船的首階固有頻率與模型的首階固有頻率相似為基礎(chǔ),符合幾何相似以及運(yùn)動(dòng)

3、相似和重力相似,設(shè)計(jì)某大型船舶的變截面梁水彈性試驗(yàn)?zāi)Ｐ?并完成試驗(yàn)。
　　 (3)在三維線性勢(shì)流理論的基礎(chǔ)上,計(jì)及結(jié)構(gòu)的彈性變形,對(duì)三維線性頻域水彈性分析方法進(jìn)行分析研究,以某大型船舶為例,通過本文數(shù)值計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)測量結(jié)果的比較,對(duì)該方法進(jìn)行了驗(yàn)證,并討論彈性效應(yīng)對(duì)波浪載荷的影響。
　　 (4)簡述采用譜分析法進(jìn)行疲勞壽命的評(píng)估的過程,以某礦砂船為例,對(duì)比三維線性水彈性方法計(jì)算出的疲勞損傷以及疲勞壽命與采用剛體理論計(jì)算