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海上浮式结构连接器强度及疲劳分析研究

作　者: 杨龙塾
导　师: 徐慧
学　校: 天津大学
专　业: 船舶与海洋结构物设计制造
关键词: 近岸浮式栈桥连接器强度疲劳累计损伤理论可靠性
分类号: U448.18
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 153次
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内容摘要

近岸浮式栈桥系统是一种布置于近岸水域,用于驳运船、小型运输船等低干舷船舶物资、设备、车辆实施海上卸载并向岸上输送的应急装备。它具有经济性、综合性及多用途的特点。我国作为一个海洋大国,浮式栈桥系统的研究对于我国海洋工程的发展有及其深远的战略意义。本文根据浮式栈桥系统的任务需求,以浮式栈桥系统连接器作为具体研究对象,在考虑结构变形影响的条件下,利用ANSYS有限元程序,建立柔性连接器刚度矩阵的计算模型;采用刚性模型计算模块单元在不规则波作用下的运动及水动压力分布,建立连接器的等效受力模型,编制程序计算刚性连接器的载荷响应谱并对连接器载荷进行了短期时域分析;进而建立了基于S-N曲线和Miner线性累积损伤理论的刚性连接器疲劳寿命评估模型,并对海况及S-N曲线不确定性对连接器产生的影响进行了深入的研究。考虑到连接器这种特殊结构的重要性,本文对栈桥系统刚性及柔性连接器进行了详细的强度分析研究。整个研究内容涵盖了栈桥系统专用连接器的强度问题与疲劳问题。该课题具有很强的工程背景,研究成果对近岸浮式栈桥系统的设计开发具有重要的实用价值。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-10
  1.1 浮式栈桥码头系统研究的目的和意义  7
  1.2 国内外浮式栈桥码头的发展现状  7-9
  1.3 本论文的主要研究内容  9-10
第二章柔性连接器广义刚度的计算  10-20
  2.1 计算的基本原理  10-11
  2.2 栈桥系统的柔性连接器广义刚度矩阵的计算模型  11-18
    2.2.1 模块结构刚度  11-14
    2.2.2 连接器自身刚度  14-16
    2.2.3 连接器等效刚度  16
    2.2.4 连接器在单元模块重心位置处的等效刚度  16-18
  2.3 栈桥系统的柔性连接器总刚度矩阵  18-20
第三章生存状态下刚性连接器载荷  20-38
  3.1 不规波计算基本原理  20-24
    3.1.1 随机波浪的谱特性  20
    3.1.2 频谱  20-22
    3.1.3 海浪谱的形式  22
    3.1.4 结构物上的随机波浪力  22-24
  3.2 浮体的波浪载荷  24-29
    3.2.1 浮体在规则波中的运动方程  24-26
    3.2.2 流体静力载荷与流体静力系数  26-27
    3.2.3 流体动力载荷  27
    3.2.4 部分长度浮体上的刚体惯性力载荷  27-28
    3.2.5 浮体剖面内的力和矩  28-29
  3.3 连接器载荷计算模型  29-34
    3.3.1 计算基本原理  29-31
    3.3.2 连接器载荷计算模型  31-34
  3.4 刚性连接器载荷谱与时域分析曲线  34-38
第四章连接器强度及疲劳寿命分析  38-50
  4.1 强度计算载荷  38-39
  4.2 连接器的强度分析  39-45
    4.2.1 刚性连接器的强度分析  39-42
    4.2.2 柔性连接器的强度分析  42-45
  4.3 刚性连接器的疲劳强度分析  45-50
    4.3.1 疲劳损伤累积模型  46-47
    4.3.2 刚性连接器疲劳寿命分析  47-50
第五章连接器疲劳寿命的可靠性分析  50-56
  5.1 疲劳寿命可靠性预测中的不确定性因素  50-51
  5.2 疲劳寿命可靠性分析方法  51-54
  5.3 刚性连接器的疲劳寿命可靠性分析  54-56
第六章结论与展望  56-57
参考文献  57-60
发表论文和科研情况说明  60-61
  发表的论文:  60
  参与的科研项目:  60-61
致谢  61

海上浮式结构连接器强度及疲劳分析研究

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