散货船结构形式对船体扭转强度的影响分析

论文摘要

散货船船体结构事故原因研究表明,单舷侧散货船的舷侧外板事故率是最高的,因此双舷侧散货船结构形式被认为是更加合理的结构形式,但是,有关扭转作用对单舷侧散货船舷侧结构的影响和双舷侧结构对于提高抗扭强度机理的研究并不多见。此外,一些新型散货的发展,其强度同样值得关注。本文以散货船舷侧结构为重点研究对象,利用有限元法建立了单双舷侧散货船在扭转力作用下的力学计算模型,在分析单双舷侧散货船扭转作用破损形式的异同的基础上,讨论了双舷侧结构对散货船扭转强度的提高程度;同时对影响散货船扭转强度的诸多因素进行了定量及定性分析。分析及计算结果表明:单舷侧散货船受到扭矩作用时,在顶边舱和底边舱之间舷侧板出现应力增加现象,是造成单舷侧结构较弱的原因之一;双舷侧结构对于降低舷侧应力、改善高应力集中程度具有显著作用,从而提高了散货船抗扭强度。此外,散货船的主尺度、开口宽度与型宽的比值、开口长度与舱长的比值、顶边舱的几何尺寸也对扭转强度产生较大的影响,在船舶设计过程中应对上述因素给予一定的重视。本文的力学模型能够很好地表达散货船的扭转特征,满足了分析要求,因此可作为散货船扭转分析的一种有效方法。本文的研究成果对于散货船的设计和维护有着现实意义。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的引出
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文研究内容
• 第二章 散货船扭转力学模型的建立
• 2.1 散货船扭转问题的分析
• 2.2 散货船扭转问题力学模型分析
• 2.2.1 模型范围及简化处理
• 2.2.2 模型载荷条件分析
• 2.2.3 力学模型分类讨论
• 2.3 本章小结
• 第三章 散货船扭转作用分析
• 3.1 常规散货船扭转力学模型简介
• 3.1.1 实船简介
• 3.1.2 有限元模型简介
• 3.1.3 扭转力矩
• 3.2 单舷侧散货船扭转分析
• 3.2.1 单舷侧散货船扭转作用计算结果
• 3.2.2 散货船扭转应力组成分析
• 3.2.3 单舷侧散货船扭转分析结论
• 3.3 单双舷侧散货船扭转分析比较
• 3.3.1 单双舷侧散货船扭转特征比较分析
• 3.3.2 单双舷侧散货船扭转应力分布比较分析
• 3.3.3 单双舷侧散货船扭转应力集中现象分析比较
• 3.3.4 单双舷侧散货船扭转影响比较总结
• 3.4 本章总结
• 第四章 散货船扭转强度敏感度分析
• 4.1 扭转强度敏感度分析力学模型简介
• 4.2 扭转强度敏感度分析
• 4.2.1 主尺度变化对扭转强度的影响
• 4.2.2 横剖面结构尺寸变化对扭转强度的影响
• 4.2.3 中间列板尺寸对扭转强度的影响
• 4.2.4 舱口尺寸对扭转强度的影响
• 4.2.5 扭转强度敏感度分析总结
• 4.3 扭转不一致现象的模拟分析
• 4.3.1 扭转不一致模拟力学模型
• 4.3.2 扭转不一致模拟分析计算结果
• 4.3.3 扭转不一致模拟分析结论
• 4.4 本章小结
• 第五章 本文结论
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢