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液化天然气船C型独立液货舱防流体冲击结构研究

作　者: 曹光贵
导　师: 方江敏
学　校: 华南理工大学
专　业: 油气储运工程
关键词: 液化天然气船 晃荡载荷 液货舱 防流体冲击结构
分类号: U674.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


目前，液化天然气船舶是可靠性、高技术、高附加值特殊船舶，相比各类船舶的设计与建造，液化天然气船的技术问题最为复杂，其储运温度低（约为-163℃），对LNG船所使用的材料、制冷设备和建造工艺等要求都相当高。而我国的LNG船建造处于起步阶段，很多关键核心技术需要从国外引进。本课题根据国外的相关基础数据，对小型LNG船C型独立液货舱防流体冲击结构进行了研究。首先，根据《散装运输液化气体船舶构造与设备规范》中相关要求，在充分考虑到平面加速度椭圆和三维加速度椭球的情况下，结合相关建模分析软件，分别探讨了晃荡载荷的二维处理方法和三维处理方法。根据某液化天然气运输船及C型独立液货舱的相关数据，对该船6000m??的圆筒形液货舱进行三维加速度计算，得出较为精确的液货舱内部压头和设计压力。C型独立液货舱属于卧式压力容器，根据回转薄壳的无力矩理论和有力矩理论，针对带防流体冲击结构的液货舱结构特征进行应力分析。并结合工程实际设计参数作出相应的应力计算及校核。最后，根据结构参数，利用ANSYS软件对LNG船C型独立液货舱防流体冲击结构进行了分析，得到了液货舱防流体冲击结构在不同结构情况下的应力云图。通过对比分析，得到了较为合理的C型独立液货舱防流体冲击结构并对该结构进行应力评定。本文的研究方法和结果对于小型液化天然气船载荷的计算提供了技术支持，为C型独立液货舱防流体冲击结构的设计提供了相关参考。

全文目录


摘要  6-7
ABSTRACT  7-10
第一章 绪论  10-22
  1.1 研究背景与意义  10-11
  1.2 液化天然气船国内外研究现状  11-20
    1.2.1 液化天然气船舶液货舱  12-18
    1.2.2 各国船级社分析晃荡载荷的现状  18-19
    1.2.3 液货舱有限元分析的研究现状  19-20
  1.3 主要研究内容  20-22
第二章 液化天然气船 C型独立液货舱载荷分析  22-32
  2.1 液化天然气船液货舱载荷类型  22
  2.2 C 型独立液货舱载荷特征  22-23
  2.3 液货舱内部压力与加速度分量  23-26
  2.4 C 型独立液货舱载荷分析  26-31
    2.4.1 二维方法对关键点处的载荷分析  26-29
    2.4.2 三维加速度椭球理论与软件相结合的方法进行载荷分析  29-30
    2.4.3 两种方法的比较  30-31
  2.5 本章小结  31-32
第三章 C型独立液货舱应力理论分析  32-46
  3.1 回转薄壳的几何关系  32-33
  3.2 回转薄壳的应力理论分析  33-38
    3.2.1 回转薄壳的薄膜应力理论（无力矩理论）分析  33-34
    3.2.2 回转薄壳的有力矩理论分析  34-38
  3.3 带防流体冲击结构的 C 型独立液货舱应力分析  38-45
    3.3.1 液货舱基本参数  38
    3.3.2 选用材料的力学性能  38-39
    3.3.3 弯矩的计算  39-40
    3.3.4 带防流体冲击结构的 C 型独立液货舱应力计算与分析  40-42
    3.3.5 应力分类及应力强度评定  42-45
  3.4 本章小结  45-46
第四章 液货舱防流体冲击结构建模及功能概述  46-52
  4.1 PRO/E 三维建模特点  46-47
  4.2 液货舱防流体冲击结构(PRO/E)建模  47-48
  4.3 液货舱防流体冲击结构  48-51
  4.4 本章小结  51-52
第五章 液货舱防流体冲击结构有限元分析  52-66
  5.1 模拟分析前应注意的几个问题  52-54
    5.1.1 Pro/E 与 ANSYS 的连接  52-53
    5.1.2 模型的简化  53-54
  5.2 单元类型  54
  5.3 模型材料的定义  54-55
  5.4 网格划分  55-57
  5.5 载荷及边界条件的确定  57-58
    5.5.1 载荷工况的确定  57-58
    5.5.2 边界约束条件  58
  5.6 有限元模拟结果分析  58-65
    5.6.1 结构分析  59-64
    5.6.2 结构应力评定  64-65
  5.7 本章小结  65-66
第六章 结论与展望  66-68
  6.1 结论  66
  6.2 展望  66-68
参考文献  68-72
攻读硕士学位期间取得的研究成果  72-73
致谢  73

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中图分类: > 交通运输 > 水路运输 > 船舶工程 > 各种船舶 > 运输船 > 货船
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