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HCSR和CSR规范结构强度评估方法比较研究

作　者: 周广喜
导　师: 冯国庆
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 船舶与海洋结构物设计制造
关键词: 协调共同结构规范共同结构规范屈服强度屈曲强度疲劳强度
分类号: U661.43
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 47次
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内容摘要

为保证船舶的安全性能，国际海事组织(IMO)决定制定目标型船建造标准(GBS)作为重要的的战略项目，而共同结构规范(CSR)已经不能满足GBS的要求，国际船级社协会(IACS)决定在CSR的基础上研发协调共同结构规范(HCSR)，因此对HCSR的研究，尤其是与CSR的对比研究成为目前工作的重点，本文主要内容有：1、研究了HCSR规范屈服强度分析流程，包括结构模型的建立、腐蚀余量的扣除、边界条件的确定、载荷工况的确定、设计载荷的施加、弯矩剪力扭矩的调整等，总结分析了HCSR、CSR-BC、CSR-OT规范屈服强度评估方法的异同点；2、研究了HCSR规范屈曲强度分析方法的技术背景，分析了HCSR规范直接计算方法的屈曲要求和屈曲能力，并总结分析了屈曲强度评估时HCSR与CSR-BC和CSR-OT规范的异同点；3、研究了HCSR规范疲劳强度分析方法，包括名义应力法和热点应力法疲劳载荷与工况的确定、应力范围的计算与合成、S-N曲线的选取、疲劳累计损伤和疲劳寿命的计算等，总结分析了HCSR、CSR-BC、CSR-OT规范疲劳强度评估方法的异同点；4、以一型散货船和一型油船为算例，分别按照HCSR和CSR进行屈服强度、屈曲强度和疲劳强度评估，计算每种船型在不同规范下的强度性能，比较分析两者结果的差异，为HCSR规范的进一步修订提供参考性的建议。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-19
  1.1 论文的背景和意义  10-12
  1.2 IACS HCSR 规范概述  12-15
  1.3 HCSR 规范关键技术要点分析  15-16
  1.4 国内外研究现状  16-18
  1.5 论文主要工作  18-19
第2章 HCSR 与 CSR 屈服强度评估方法比较研究  19-43
  2.1 概述  19
  2.2 强度评估载荷确定流程  19-20
  2.3 有限元模型与边界条件  20-22
    2.3.1 坐标系  20
    2.3.2 结构尺寸（腐蚀扣除）  20
    2.3.3 边界条件  20-22
  2.4 载荷工况  22-25
    2.4.1 技术背景  22-23
    2.4.2 等效设计波  23-25
  2.5 设计载荷及其组合  25-34
    2.5.1 船舶运动和加速度  25-26
    2.5.2 船体梁载荷  26-28
    2.5.3 外部载荷  28-29
    2.5.4 内部载荷  29-31
    2.5.5 弯矩剪力扭矩调整  31-33
    2.5.6 HCSR 规范与 CSR 规范设计载荷确定方法异同点分析  33-34
  2.6 评估标准  34-35
  2.7 HCSR 规范与 CSR 规范细网格方法异同点分析  35-36
  2.8 实船计算对比分析  36-42
    2.8.1 散货船屈服强度计算结果分析  37-39
    2.8.2 油船屈服强度计算结果分析  39-42
  2.9 本章小结  42-43
第3章 HCSR 与 CSR 屈曲强度评估方法比较研究  43-58
  3.1 概述  43
  3.2 HCSR 规范屈曲校核的技术背景  43-46
    3.2.1 有限元分析中基于应力法的参考应力  43-44
    3.2.2 有限元分析中基于位移法的参考应力  44-46
  3.3 HCSR 规范直接计算分析的屈曲要求  46-49
    3.3.1 评估方法  46-47
    3.3.2 屈曲利用因子  47-48
    3.3.3 屈曲分析方法  48-49
  3.4 屈曲能力  49-51
    3.4.1 整体加筋板能力  49-50
    3.4.2 板能力  50-51
    3.4.3 加强筋能力  51
  3.5 HCSR 规范与 CSR 规范屈曲强度评估方法异同点分析  51-52
  3.6 实船计算对比分析  52-57
    3.6.1 散货船屈曲强度计算结果分析  53-54
    3.6.2 油船屈曲强度计算结果分析  54-57
  3.7 本章小结  57-58
第4章 HCSR 与 CSR 疲劳强度评估方法比较研究  58-82
  4.1 概述  58
  4.2 疲劳载荷与工况的确定  58-61
  4.3 应力范围的计算与合成  61-72
    4.3.1 船体梁应力  61-62
    4.3.2 加强筋弯曲引起的应力  62-63
    4.3.3 横舱壁相对位移引起的应力  63-64
    4.3.4 名义应力法热点应力范围的计算  64-65
    4.3.5 热点应力法热点应力范围的计算  65-68
    4.3.6 热点平均应力  68-69
    4.3.7 疲劳热点应力范围的修正  69-72
  4.4 疲劳累积损伤的计算  72-77
    4.4.1 S-N 曲线的选取  72-74
    4.4.2 Weibull 形状参数的选取  74-75
    4.4.3 累积损伤计算公式  75-76
    4.4.4 疲劳寿命计算公式  76-77
  4.5 实船疲劳强度计算分析  77-81
    4.5.1 散货船疲劳强度计算结果分析  78-80
    4.5.2 油船疲劳强度计算结果及分析  80-81
  4.6 本章小结  81-82
结论  82-84
参考文献  84-87
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  87-88
致谢  88

HCSR和CSR规范结构强度评估方法比较研究

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