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大型集装箱船的若干强度问题研究

作　者: 昝彬彬
导　师: 张乐山
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: 超大型集装箱船扭转强度舱口角隅过渡形式疲劳
分类号: U661.43
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

据英国海洋咨询公司预测,2007~2010年世界港口集装箱吞吐量增长速度约为80%,到2010年港口集装箱吞吐量有望超过6亿TEU。就是在这样的背景下,超大型集装箱船以其惊人的装载量、高效的管理以及较低的营运成本,成为世界航运界的宠儿。而超大型集装箱船从结构上讲是典型的大开口船舶,其开口宽度达到甚至超过了船宽的85%,由此带来的一系列新的强度问题便摆在了设计者面前。本文主要探讨了超大型集装箱船的扭转强度及其舱口角隅的疲劳强度问题:针对扭转强度问题的研究,首先根据大开口船本身的结构特点和扭转特性,提出了三种不同的扭转强度加强方案,然后在德国劳氏船级社GL-POSEIDON软件中建立集装箱船的舱段有限元模型,并将其导入至有限元软件ANSYS中进行计算分析,最后对计算结果进行分析,得出了一种适用于同类型大开口船的较好的增强扭转强度的方法。除此之外,本文还对舱口角隅的不同过渡形式及其疲劳寿命展开了研究:运用ANSYS中的子结构模块,将前面对船体舱段模型的计算结果以位移边界条件的形式施加到舱口角隅模型相对应的节点之上,同时在角隅边缘的圆弧线上设置截面积很小的杆单元,这样既不影响结构的整体刚度,又能方便准确读取所需的应力数据。文中共对于三种常用的角隅过渡形式(圆形、椭圆、应力释放孔)进行了研究,通过变换相应几何参数(半径、长短轴比、孔深比)的选取范围,揭示了角隅疲劳寿命与其几何参数之间的关系,并对这三种常见的过渡形式均指出了其最佳参数的选取范围。最后根据计算结果,拟合出选定工况下,角隅疲劳寿命与其几何参数之间的经验公式,为以后类似的船舶设计提供参考。

大型集装箱船的若干强度问题研究

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