双壳油船结构屈曲.doc
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双壳油船结构屈曲,摘 要结构屈曲是船舶结构的一种常见的失效模式，也是船舶设计领域尤为关注的问题。根据易发生屈曲构件的特点，制定合理可行又不失经济性的方案，进而优化船型是船舶工作者们探索的方向，也是本文研究的主要内容，具体如下：1）本文首先对板屈曲的基本理论作了介绍，包括屈曲分析的方法及屈曲特点。2）对于双壳油船屈曲分析的基本假设和高级屈...
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摘 要
结构屈曲是船舶结构的一种常见的失效模式，也是船舶设计领域尤为关注的问题。根据易发生屈曲构件的特点，制定合理可行又不失经济性的方案，进而优化船型是船舶工作者们探索的方向，也是本文研究的主要内容，具体如下：
1）本文首先对板屈曲的基本理论作了介绍，包括屈曲分析的方法及屈曲特点。
2） 对于双壳油船屈曲分析的基本假设和高级屈曲分析方法中的各种影响因素及其理论依据进行了探讨。
3）按照油船共同结构规范的要求，对具有两道纵舱壁的31.9万吨VLCC和具有中纵舱壁的10.5万吨Aframax双壳油船进行规范计算，然后，结合计算结果分别对两船舱段进行有限元分析，并根据各个工况求解结果进行分析评估，提出了针对不同结构不同屈曲类型船体板的加强方案，最后使目标船均得到了优化，对此类船舶设计开发具有一定的指导意义。
4）编写了用于屈曲强度评估的VB程序，并将使用此程序所做屈曲评估与SDA屈曲评估结果进行了比较，表明了本程序的实用性。通过对一艘双壳LPG运输船的有限元分析，将此程序在实际工程中进行了应用，本程序有助于对船体结构强度进行快速有效地预测。
关键词 双壳油船；屈曲；有限元；结构强度
Abstract
Buckling is one kind of common failure modes of ship structures and is also more concerned in the field of ship design. According to the characteristics of components prone to buckling, developing reasonable and workable solution while without losing the economy, and optimizing the hull of the ship is the main direction of exploration for ship researcher, which is also the main content of this paper, details are as follows:
1) Firstly, the paper introduced the basic theory of plate buckling, including the methods of buckling analysis and buckling characteristics.
2) Researched the basic assumptions of double-hull tankers for buckling analysis and advanced buckling analysis as well as the theoretical basis of various factors.
3) Rule calculations were done of two double-hull oil tankers according to the requirements of CSR, one is 319,000 tons VLCC with two longitudinal bulkheads; another one is 105,000 tons Aframax with one longitudinal bulkhead, finite element analysis and assessments were carried out based on the results of rule calculation. Different strengthening methods for buckling deficiency were made against different load cases, different positions and different characteristics, target vessels were finally optimized. The methods possess certain significance for design and development of such ships.
4) Compiled a VB program for buckling strength assessment, buckling eva luation results of VB program and SDA results of this procedure were compared to prove the usefulness of this program. Through finite element analysis of a LPG carrier with double hull, this program is carried out in practical application. This program can help provide quickly and efficiently forecast to the hull structure strength.
Keywords double-hull oil tanker; buckling; FEM; structural strength
目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
第1章 绪论 1
1.1 课题背景及研究意义 1
1.2 国内、外研究现状与发展趋势 2
1.2.1 国内外研究现状 2
1.2.2 发展趋势 5
1.3 本文的主要研究内容 6
第2章 板屈曲强度理论研究 7
2.1 引言 7
2.2 板屈曲问题的分类及影响因素 7
2.2.1 板屈曲问题分类 7
2.2.2 板屈曲影响因素 7
2.3 板的屈曲分析方法 8
2.3.1 板稳定性的静力平衡法 8
2.3.2 板稳定性的能量变分法 9
2.3.3 屈曲强度规范计算方法 12
2.4 板屈曲的特点 15
2.5 板屈曲挠度理论 16
2.6 板的后屈曲性能 18
2.7 本章小结 19
第3章 双壳油船结构屈曲理论 20
3.1 引言 20
3.2 双壳油船屈曲分析方法 20
3.3 双壳油船屈曲分析的基本假设 20
3.3.1 几何和材料属性 20
3.3.2 边界条件 21
3.3.3 载荷 21
3.4 船体加筋板的屈曲失效模式 22
3.4.1 加强筋腹板的局部屈曲 24
3.4.2 梁柱屈曲 25
3.4.3 加强筋侧向扭转屈曲 25
3.5 高级屈曲分析方法的影响因素 26
3.5.1 几何非线性 26
3.5.2 材料非弹性 27
3.5.3 初始缺陷的影响 27
3.5.4 边界条件 29
3.5.5 组合载荷的作用 29
3.5.6 屈曲模式和结构之间的相互作用 30
3.5.7 高级屈曲方法计算衡准 30
3.6 本章小结 31
第4章 31.9万吨和10.5万吨双壳油船有限元屈曲强度分析 32
4.1 引言 32
4.2 实船基本参数 32
4.3 结构有限元模型的建立 33
4.3.1单元类型 33
4.3.2模型范围 34
4.3.3模型坐标系 39
4.3.4材料参数 39
4.3.5单元属性 39
4.4 边界条件 40
4.5 计算工况 42
4.6 剪力弯矩修正 47
4.7 屈服强度计算 47
4.7.1 屈服强度评估标准 47
4.7.2 屈服强度计算结果与分析 48
4.8 屈曲强度评估与分析 56
4.8.1 屈曲强度评估标准 56
4.8.2 SDA屈曲强度评估 56
4.8.3 VB程序屈曲强度评估 67
4.8.4 VLCC与Aframax屈曲强度分析 68
4.8.5 船体结构优化 70
4.9 本章小结 72
第5章 双壳LPG运输船有限元屈曲强度分析 73
5.1 引言 73
5.2 实船基本参数 73
5.3 有限元模型 74
5.3.1 船体结构建模 74
5.3.2 鞍部支撑结构 74
5.3.3 垫块弹性模量计算 75
5.4 材料特性 76
5.5 边界条件 76
5.6 设计载荷 77
5.6.1 液罐内部载荷 77
5.6.2 外部海水载荷 77
5.6.3 局部剪力修正 77
5.7 设计工况 78
5.8 计算结果与分析 79
5.8.1 评估衡准 79
5.8.2 屈服强度计算与结果分析 80
5.8.3 屈曲强度评估与分析 84
5.9 本章小结 85
第6章 总结与展望 86
6.1 总..
结构屈曲是船舶结构的一种常见的失效模式，也是船舶设计领域尤为关注的问题。根据易发生屈曲构件的特点，制定合理可行又不失经济性的方案，进而优化船型是船舶工作者们探索的方向，也是本文研究的主要内容，具体如下：
1）本文首先对板屈曲的基本理论作了介绍，包括屈曲分析的方法及屈曲特点。
2） 对于双壳油船屈曲分析的基本假设和高级屈曲分析方法中的各种影响因素及其理论依据进行了探讨。
3）按照油船共同结构规范的要求，对具有两道纵舱壁的31.9万吨VLCC和具有中纵舱壁的10.5万吨Aframax双壳油船进行规范计算，然后，结合计算结果分别对两船舱段进行有限元分析，并根据各个工况求解结果进行分析评估，提出了针对不同结构不同屈曲类型船体板的加强方案，最后使目标船均得到了优化，对此类船舶设计开发具有一定的指导意义。
4）编写了用于屈曲强度评估的VB程序，并将使用此程序所做屈曲评估与SDA屈曲评估结果进行了比较，表明了本程序的实用性。通过对一艘双壳LPG运输船的有限元分析，将此程序在实际工程中进行了应用，本程序有助于对船体结构强度进行快速有效地预测。
关键词 双壳油船；屈曲；有限元；结构强度
Abstract
Buckling is one kind of common failure modes of ship structures and is also more concerned in the field of ship design. According to the characteristics of components prone to buckling, developing reasonable and workable solution while without losing the economy, and optimizing the hull of the ship is the main direction of exploration for ship researcher, which is also the main content of this paper, details are as follows:
1) Firstly, the paper introduced the basic theory of plate buckling, including the methods of buckling analysis and buckling characteristics.
2) Researched the basic assumptions of double-hull tankers for buckling analysis and advanced buckling analysis as well as the theoretical basis of various factors.
3) Rule calculations were done of two double-hull oil tankers according to the requirements of CSR, one is 319,000 tons VLCC with two longitudinal bulkheads; another one is 105,000 tons Aframax with one longitudinal bulkhead, finite element analysis and assessments were carried out based on the results of rule calculation. Different strengthening methods for buckling deficiency were made against different load cases, different positions and different characteristics, target vessels were finally optimized. The methods possess certain significance for design and development of such ships.
4) Compiled a VB program for buckling strength assessment, buckling eva luation results of VB program and SDA results of this procedure were compared to prove the usefulness of this program. Through finite element analysis of a LPG carrier with double hull, this program is carried out in practical application. This program can help provide quickly and efficiently forecast to the hull structure strength.
Keywords double-hull oil tanker; buckling; FEM; structural strength
目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
第1章 绪论 1
1.1 课题背景及研究意义 1
1.2 国内、外研究现状与发展趋势 2
1.2.1 国内外研究现状 2
1.2.2 发展趋势 5
1.3 本文的主要研究内容 6
第2章 板屈曲强度理论研究 7
2.1 引言 7
2.2 板屈曲问题的分类及影响因素 7
2.2.1 板屈曲问题分类 7
2.2.2 板屈曲影响因素 7
2.3 板的屈曲分析方法 8
2.3.1 板稳定性的静力平衡法 8
2.3.2 板稳定性的能量变分法 9
2.3.3 屈曲强度规范计算方法 12
2.4 板屈曲的特点 15
2.5 板屈曲挠度理论 16
2.6 板的后屈曲性能 18
2.7 本章小结 19
第3章 双壳油船结构屈曲理论 20
3.1 引言 20
3.2 双壳油船屈曲分析方法 20
3.3 双壳油船屈曲分析的基本假设 20
3.3.1 几何和材料属性 20
3.3.2 边界条件 21
3.3.3 载荷 21
3.4 船体加筋板的屈曲失效模式 22
3.4.1 加强筋腹板的局部屈曲 24
3.4.2 梁柱屈曲 25
3.4.3 加强筋侧向扭转屈曲 25
3.5 高级屈曲分析方法的影响因素 26
3.5.1 几何非线性 26
3.5.2 材料非弹性 27
3.5.3 初始缺陷的影响 27
3.5.4 边界条件 29
3.5.5 组合载荷的作用 29
3.5.6 屈曲模式和结构之间的相互作用 30
3.5.7 高级屈曲方法计算衡准 30
3.6 本章小结 31
第4章 31.9万吨和10.5万吨双壳油船有限元屈曲强度分析 32
4.1 引言 32
4.2 实船基本参数 32
4.3 结构有限元模型的建立 33
4.3.1单元类型 33
4.3.2模型范围 34
4.3.3模型坐标系 39
4.3.4材料参数 39
4.3.5单元属性 39
4.4 边界条件 40
4.5 计算工况 42
4.6 剪力弯矩修正 47
4.7 屈服强度计算 47
4.7.1 屈服强度评估标准 47
4.7.2 屈服强度计算结果与分析 48
4.8 屈曲强度评估与分析 56
4.8.1 屈曲强度评估标准 56
4.8.2 SDA屈曲强度评估 56
4.8.3 VB程序屈曲强度评估 67
4.8.4 VLCC与Aframax屈曲强度分析 68
4.8.5 船体结构优化 70
4.9 本章小结 72
第5章 双壳LPG运输船有限元屈曲强度分析 73
5.1 引言 73
5.2 实船基本参数 73
5.3 有限元模型 74
5.3.1 船体结构建模 74
5.3.2 鞍部支撑结构 74
5.3.3 垫块弹性模量计算 75
5.4 材料特性 76
5.5 边界条件 76
5.6 设计载荷 77
5.6.1 液罐内部载荷 77
5.6.2 外部海水载荷 77
5.6.3 局部剪力修正 77
5.7 设计工况 78
5.8 计算结果与分析 79
5.8.1 评估衡准 79
5.8.2 屈服强度计算与结果分析 80
5.8.3 屈曲强度评估与分析 84
5.9 本章小结 85
第6章 总结与展望 86
6.1 总..
