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高速三体船结构设计与强度评估

作　者: 杨德喜
导　师: 任慧龙
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: 三体船结构设计连接桥有限元规范校核直接计算
分类号: U661.43
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

近年来,高速三体船的研制备受国内外关注。作为一种新型的高性能船舶,三体船在快速性、稳定性、耐波性等方面性能出色,一般认为在相同排水量时其总体性能优于单体船和双体船,有广阔的军用和民用前景。虽然国内关于三体船水动力的研究有很多,但是在结构设计和结构强度评估方面的研究工作还相对落后,相关文献也比较少。为此,借助三维有限元模型进行此方面的研究就更显的意义重大。本文主要针对三体船的船型特点,依据劳氏船级社三体船规范和军船规范进行了全船范围的结构设计和强度评估,形成了一套比较完整的三体船设计方案和结构评估方法,主要内容包括:1依据现有的三体船型值和主尺度,确定了三体船的结构形式和主、片体的连接方式,对主体、片体和连接桥等关键部位进行了结构设计。2根据规范对三体船所受的整体载荷和局部载荷进行了计算。3采用计算法设计了主体的典型剖面,参考相关资料确定了各部位板架的结构形式和尺寸,并对片体和连接桥进行了优化设计。4对主体总纵强度和连接桥的横向强度进行了规范校核。5采用MSC.patran建立全船三维有限元模型,依据规范分8个工况进行了直接计算和屈服、屈曲校核。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-19
  1.1 研究的背景和意义  10-11
  1.2 国内外三体船研究概况  11-14
  1.3 三体船的特点  14-15
  1.4 三体船的结构设计方法研究  15-17
  1.5 本文的主要工作内容  17-19
第2章三体船的结构特点及主要载荷  19-49
  2.1 三体船结构特点  19-27
    2.1.1 关于劳氏船级社三体船规范  19-20
    2.1.2 三体船的定义  20-22
    2.1.3 三体船的结构形式  22-27
  2.2 三体船结构设计要求  27-32
    2.2.1 甲板  28-29
    2.2.2 双层底  29-30
    2.2.3 舱壁  30-31
    2.2.4 舷侧外板  31-32
    2.2.5 上层建筑  32
  2.3 三体船所受载荷成份  32-48
    2.3.1 概述  32-33
    2.3.2 三体船外载荷的分类  33-34
    2.3.3 三体船整体载荷的计算  34-41
    2.3.4 三体船局部载荷的计算  41-48
  2.4 本章小结  48-49
第3章三体船结构的初步设计  49-87
  3.1 引言  49-50
  3.2 独立号涉海战斗舰简介  50-51
  3.3 三体船型线的处理  51-56
    3.3.1 型线的特点  51-53
    3.3.2 型线的延伸和连接  53-55
    3.3.3 肋骨间距的划分  55-56
  3.4 典型横剖面的设计  56-80
    3.4.1 主体板架结构形式的确定  56-59
    3.4.2 主体典型剖面形式的确定  59-60
    3.4.3 纵向构件尺寸的确定方法  60-65
    3.4.4 纵向构件尺寸的确定  65-73
    3.4.5 纵向构件的骨材分配  73-79
    3.4.6 典型剖面设计结果  79-80
  3.5 舱壁的设计  80-83
    3.5.1 舱壁的数量和位置  80-81
    3.5.2 舱壁板架的结构设计  81-83
  3.6 片体和连接桥内部的结构设计  83-86
  3.7 本章小结  86-87
第4章主体和连接桥的规范校核  87-101
  4.1 主体总纵强度校核  87-95
    4.1.1 校核原理  87-88
    4.1.2 规范中的校核公式  88-90
    4.1.3 校核结果  90-95
  4.2 连接桥强度校核  95-100
    4.2.1 规范中的校核公式  95-97
    4.2.2 校核结果  97-100
  4.3 本章小结  100-101
第5章全船有限元模型的直接计算  101-126
  5.1 概述  101-102
  5.2 全船三维有限元模型  102-109
    5.2.1 坐标系  102-103
    5.2.2 材料参数  103
    5.2.3 有限元模型的建立  103-109
  5.3 计算工况及载荷施加方式  109-117
    5.3.1 计算工况  109-110
    5.3.2 整体载荷的施加方式  110-117
  5.4 全船有限元计算结果  117-120
  5.5 屈服校核  120-121
    5.5.1 屈服强度标准  120-121
    5.5.2 校核结果  121
  5.6 屈曲校核  121-125
    5.6.1 屈曲强度标准  121-124
    5.6.2 校核结果  124-125
  5.7 本章小结  125-126
结论  126-129
参考文献  129-132
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  132-133
致谢  133-134
附录A 主体典型剖面纵向连续构件的骨材分配  134-140
附录B 全船有限元模型的屈服校核  140-145
附录C 全船有限元模型的屈曲校核  145-152

高速三体船结构设计与强度评估

内容摘要

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