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小水线面双体船结构疲劳分析及典型节点优化研究

作 者: 徐志亭
导 师: 柳存根
学 校: 上海交通大学
专 业: 船舶与海洋结构物设计制造
关键词: 小水线面双体船 疲劳 规范 谱分析法 设计波法 结构优化
分类号: U674.951
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
下 载: 44次
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内容摘要


本文针对小水线面双体船,采用规范法、谱分析法设计波法三种主流S-N曲线法进行疲劳强度计算,并在最后针对小水线面双体船最关键的节点进行了结构优化,以满足疲劳强度要求。使用规范法进行本船疲劳计算时,分别参考了CCS、DNV、ABS三种规范进行。CCS规范有专门针对小水线面双体船的载荷估算公式,比一般高速船和轻型艇载荷公式更适合本船,故设计载荷都参照CCS规范进行。在计算疲劳损伤时,规范中的规定一般适用于常规船型,并不能盲目套用在小水线面双体船上,诸如威布尔分布形状参数的确定和S-N曲线的选取等各规范均不相同,以致按规范计算的结果差异很大。为了研究规范上的参数针对小水线面双体船该如何选取,本文又采用谱分析法预报疲劳强度。谱分析被公认为计算疲劳强度最准确的方法,通过对比谱分析法和规范法的结果,本文给出了按照规范计算小水线面双体船疲劳强度时的一般原则。且按此原则,各规范结果趋于统一。考虑到设计波法在载荷计算上优于规范法,在工作量上又远小于谱分析法,本文又采用了设计波法进行了疲劳强度预报,其计算结果也可以与前面的规范法和谱分析法相对比,且误差都在可接受的范围内。从计算结果可以看出,小水线面双体船在支柱和舷台交接处应力集中问题严重,疲劳损伤度严重超标,必须进行结构优化。故针对此关键节点,本文采用了尺寸优化、形状优化和拓扑优化三种方法进行了优化,并更改局部结构形式以加强节点疲劳强度,最终对优化完的结构模型重新进行疲劳计算,结果均满足规范要求。

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中图分类: > 交通运输 > 水路运输 > 船舶工程 > 各种船舶 > 船舶:按船体结构分 > 双体船、多体船
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