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晃荡载荷下NO.96型绝缘层的缓冲效应及其影响因素研究

作　者: 王嫣然
导　师: 刘俊
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: LNG船绝缘层缓冲系数附连水质量刚度间接法
分类号: U661.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 44次
引　用: 1次
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内容摘要

部分装载工况下薄膜型LNG船液舱内的晃荡载荷对其运营安全存在威胁,进行晃荡冲击载荷下船体结构局部强度评估具有必要性。评估晃荡载荷下结构强度时,若以船体结构为研究对象,则绝缘层对其具有缓冲效应,该效应可采用缓冲系数表示。此时,可建立仅有船体结构的无绝缘层模型,通过缓冲系数将晃荡载荷折减加载到船体结构上,进而完成船体结构晃荡强度评估。本文针对NO.96型LNG船研究了绝缘层的缓冲效应,将其与放大系数法相结合,改进了船体结构晃荡局部强度分析的间接法,并确定附连水质量及船体结构刚度对绝缘层缓冲系数的影响,对各影响因素与缓冲系数间关系进行统计回归分析,最终提出缓冲系数的简化计算公式。本文研究成果可为NO.96型LNG船船体结构晃荡强度评估及相关规范制定提供有效参考。本文主要内容如下:1.介绍薄膜型LNG船晃荡局部强度分析的背景及分析流程,说明缓冲系数的意义及计算方法,研究薄膜型LNG船船体结构响应的动态特性,确定在不同晃荡载荷工况下结构最大响应出现的位置及时刻,从而有效降低计算时长及结果处理的工作量,提高计算经济性;2.基于理论分析得出三维势流内矩形板处流固耦合效应所引起的附连水质量简化计算公式,对比计算在不同晃荡载荷工况下计及附连水质量与不计及附连水质量的绝缘层缓冲系数,最终确定附连水质量对于绝缘层缓冲效应的影响;3.结合缓冲系数法与放大系数法,进一步简化薄膜型LNG船晃荡局部强度分析的间接法,并讨论不同船体结构尺度下绝缘层缓冲系数,回归分析获得绝缘层缓冲系数随船体结构刚度变化曲线。

全文目录

摘要  6-8
ABSTRACT  8-12
第一章绪论  12-19
  1.1 研究背景及意义  12-15
  1.2 国内外研究现状  15-17
  1.3 本文主要工作  17-19
第二章薄膜型LNG 船绝缘层缓冲系数  19-32
  2.1 薄膜型LNG 船液舱内晃荡载荷  19-25
    2.1.1 晃荡载荷计算方法  19-22
    2.1.2 LNG 船液舱内晃荡载荷  22-25
  2.2 LNG 船晃荡载荷作用下结构响应  25-30
    2.2.1 结构响应分析方法  25-27
    2.2.2 晃荡载荷作用下结构响应分析方法  27-28
    2.2.3 LNG 船体结构晃荡强度评估建模方法  28-30
  2.3 薄膜型LNG 船绝缘层缓冲系数  30-31
    2.3.1 缓冲系数的引入  30-31
    2.3.2 缓冲系数的计算方法  31
  2.4 小结  31-32
第三章薄膜型LNG 船结构动态特性  32-58
  3.1 薄膜型LNG 船结构晃荡响应模式及危险区域  32-46
    3.1.1 结构位移响应模式  32-41
    3.1.2 结构应力响应模式  41-46
  3.2 LNG 船结构动态特性  46-50
    3.2.1 模态分析原理  46-47
    3.2.2 薄膜型LNG 船船体结构模态分析  47-50
  3.3 LNG 船结构晃荡响应与模态特性间关系  50-56
  3.4 小结  56-58
第四章附连水质量对绝缘层缓冲系数影响  58-71
  4.1 薄膜型LNG 船液舱舱壁处附连水质量  58-65
    4.1.1 附连水质量简化计算公式  58-64
    4.1.2 考虑附连水质量LNG 船液舱结构模型  64-65
  4.2 附连水质量对绝缘层缓冲效应的影响  65-69
    4.2.1 附连水质量对绝缘层位移缓冲系数的影响  65-67
    4.2.2 附连水质量对绝缘层应力缓冲系数的影响  67-69
  4.3 附连水质量对绝缘层缓冲系数的影响  69-70
  4.4 小结  70-71
第五章结构刚度对绝缘层缓冲系数影响  71-113
  5.1 舱壁厚度对绝缘层缓冲效应的影响  71-80
    5.1.1 舱壁厚度对位移缓冲系数的影响  72-76
    5.1.2 舱壁厚度对应力缓冲系数的影响  76-80
  5.2 桁材对绝缘层缓冲效应的影响  80-95
    5.2.1 桁材腹板厚度对位移缓冲系数的影响  80-85
    5.2.2 桁材腹板厚度对应力缓冲系数的影响  85-89
    5.2.3 桁材腹板高度对位移缓冲系数的影响  89-92
    5.2.4 桁材腹板高度对应力缓冲系数的影响  92-95
  5.3 绝缘层缓冲系数回归统计分析  95-110
    5.3.1 持续时长影响  95-98
    5.3.2 位移缓冲系数  98-104
    5.3.3 应力缓冲系数  104-110
  5.4 改进的间接法  110-111
  5.5 小结  111-113
第六章总结与展望  113-114
参考文献  114-119
攻读硕士学位期间发表或录用的论文  119-120
致谢  120

晃荡载荷下NO.96型绝缘层的缓冲效应及其影响因素研究

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