船舶波浪載荷水彈性分析及對疲勞強度影響.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,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,從而使其整體的彈性變形加大,對疲勞產(chǎn)生不利的影響。以平面流建立起來的二維方法,并采用不計船體彈性效應(yīng)的剛體模型與僅適用于低海況、低航速時的假設(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,計算船體剖面載荷,通過模型試驗,驗證計算結(jié)果的合理性,并討論了彈振對船舶疲勞強度的

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,并計算各階模態(tài)固有振型。
　　 (2)為了較真實的反映船舶彈性效應(yīng),并驗證本文中水彈性方法數(shù)值計算結(jié)果的正確性,以實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動

3、相似和重力相似,設(shè)計某大型船舶的變截面梁水彈性試驗?zāi)Ｐ?并完成試驗。
　　 (3)在三維線性勢流理論的基礎(chǔ)上,計及結(jié)構(gòu)的彈性變形,對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)值計算結(jié)果與試驗測量結(jié)果的比較,對該方法進(jìn)行了驗證,并討論彈性效應(yīng)對波浪載荷的影響。
　　 (4)簡述采用譜分析法進(jìn)行疲勞壽命的評估的過程,以某礦砂船為例,對比三維線性水彈性方法計算出的疲勞損傷以及疲勞壽命與采用剛體理論計算