亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        三體船疲勞損傷影響因素研究

        2017-06-06 21:47:26張球球陳超核
        廣東造船 2017年2期

        張球球+陳超核

        (華南理工大學(xué),廣州 510641)

        摘 要:本文首先針對(duì)一艘航行于我國南海海域的三體船,建立全船有限元模型,并獲得全船有限元應(yīng)力,確定疲勞熱點(diǎn);進(jìn)而利用所得的熱點(diǎn)應(yīng)力結(jié)合DNV規(guī)范,對(duì)影響三體船疲勞累積損傷的波浪載荷因素進(jìn)行了研究。

        關(guān)鍵詞:三體船;疲勞熱點(diǎn);熱點(diǎn)應(yīng)力;波浪載荷因素

        中圖分類號(hào):U661.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

        1 引言

        近年來,國內(nèi)外掀起了一股三體船研究熱。作為一種具有出色耐波性、穩(wěn)定性、快速性的船型,國內(nèi)外很多學(xué)者對(duì)其水動(dòng)力特性進(jìn)行了研究,但是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度評(píng)估方面的研究工作還相對(duì)落后,相關(guān)文獻(xiàn)也比較少,加之三體船片體與連接橋的存在使載荷計(jì)算較為復(fù)雜,因此外載荷的準(zhǔn)確估算較難,從而使得三體船的疲勞研究難度加大。

        本文參考LR規(guī)范對(duì)某三體船進(jìn)行全船的強(qiáng)度分析,在其連接橋處確定數(shù)個(gè)疲勞熱點(diǎn),利用譜分析方法對(duì)這些熱點(diǎn)進(jìn)行疲勞評(píng)估計(jì)算,并在此基礎(chǔ)上對(duì)影響三體船疲勞累積損傷計(jì)算的因素進(jìn)行研究。

        2 疲勞損傷計(jì)算

        本文所考察的三體船船長90 m、型寬24.56 m、型深11.7 m、設(shè)計(jì)吃水4 m,設(shè)計(jì)壽命為20年,其片體設(shè)置在主船體的尾部。有限元模型包括主體、片體、連接橋和上層建筑的主要結(jié)構(gòu),以及甲板板架、船底板架、舷側(cè)板架、艙壁板架及主要框架和支柱。

        2.1 船體載荷計(jì)算、整體強(qiáng)度分析及疲勞熱點(diǎn)位置確定

        在全船有限元模型的基礎(chǔ)上,根據(jù)勞氏船級(jí)社的三體船規(guī)范相關(guān)規(guī)定,對(duì)該船進(jìn)行加載并對(duì)其進(jìn)行全船總強(qiáng)度計(jì)算分析。

        依據(jù)分析結(jié)果,一共選取了連接橋處應(yīng)力集中較為嚴(yán)重的五個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行疲勞評(píng)估計(jì)算:

        (1)船尾處連接橋與側(cè)體連接的根部位置,也就是連接橋尾部濕甲板與片體相連的位置;

        (2)船尾處連接橋與主船體連接的根部位置,也就是連接橋尾部濕甲板與主船體的相交位置;

        (3)距船尾6 m處,即船尾第一道橫艙壁處,連接橋與主船體連接的根部位置;

        (4)距船尾36 m處連接橋與主船體連接的根部位置;

        (5)距船尾43 m處連接橋與主船體連接的根部位置,這一位置已經(jīng)在連接橋首端附近。

        獲得疲勞評(píng)估的熱點(diǎn)以后,為了能夠更準(zhǔn)確的反映熱點(diǎn)位置附近區(qū)域應(yīng)力梯度的變化,根據(jù)DNV和CCS的規(guī)范,對(duì)這些區(qū)域網(wǎng)格進(jìn)行細(xì)化。

        2.2 疲勞損傷計(jì)算

        根據(jù)DNV的規(guī)范對(duì)波浪載荷進(jìn)行直接計(jì)算,航向角范圍取0~330°,共12個(gè)浪向,各浪向按等概率出現(xiàn);規(guī)則波的圓頻率范圍取0.2~2 rad/s,間隔取0.05 rad/s。

        利用中國船級(jí)社和哈爾濱工程大學(xué)聯(lián)合開發(fā)的Compass-Walcs-Basic軟件,依據(jù)已確定好的波浪載荷計(jì)算參數(shù)獲得船體在各頻率規(guī)則波中的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)和水動(dòng)壓力分布情況;然后將所得到的三體船船體水動(dòng)壓力及其他慣性力,根據(jù)不同的浪向以及圓頻率分別施加到船體的有限元模型當(dāng)中,得到熱點(diǎn)周圍區(qū)域在對(duì)應(yīng)的航向角及對(duì)應(yīng)的圓頻率下熱點(diǎn)應(yīng)力的傳遞函數(shù)。

        本文采用JONSWAP譜對(duì)該船進(jìn)行疲勞評(píng)估,按下式計(jì)算疲勞累積損傷度:

        (1)

        式中:Td 為船舶的設(shè)計(jì)疲勞壽命;

        ā和m 為所用S-N曲線的兩個(gè)參數(shù);

        Nload 為所考慮的裝載狀態(tài)的總數(shù);

        Pn 為第n個(gè)裝載狀態(tài)所占設(shè)計(jì)時(shí)間的比例;

        Γ(1+m/2) 為伽瑪函數(shù);

        nS為海況分布資料中的海況總數(shù);

        nH為劃分的航向總數(shù);

        pi 為第個(gè)海況出現(xiàn)的概率;

        pj 為第j個(gè)航向出現(xiàn)的頻率;

        ,為第n個(gè)裝載及海況i和航向j下,應(yīng)力交變響應(yīng)平均過零率;

        m0ij為應(yīng)力譜的0階譜距;

        m2y為應(yīng)力譜的2階譜距。

        3 三體船疲勞損傷計(jì)算影響因素

        根據(jù)疲勞損傷線性累積法則,總的疲勞應(yīng)力參數(shù)可由各短期海況的疲勞應(yīng)力參數(shù)線性疊加而得。本文將主要分析和研究航行海域、季節(jié)、浪向、跨零周期等對(duì)三體船疲勞累積損傷計(jì)算的影響。

        3.1 航行海域?qū)ζ趽p傷的影響

        根據(jù)上面所提到的思路和參數(shù),計(jì)算S1到S10 區(qū)域?qū)?yīng)熱點(diǎn)疲勞累積損傷度如表1所示,并將數(shù)據(jù)繪制成圖1。

        3.2 季節(jié)對(duì)疲勞損傷的影響

        在計(jì)算各海域?qū)?yīng)熱點(diǎn)的疲勞累積損傷時(shí),采用的計(jì)算資料為方鐘圣西北太平洋波浪統(tǒng)計(jì)集[6]中的全年所有浪向波浪統(tǒng)計(jì)資料,各浪向出現(xiàn)概率均等。然而,對(duì)應(yīng)海域在不同季節(jié)實(shí)際波浪統(tǒng)計(jì)資料有所不同,并且各浪向出現(xiàn)概率并非均等。本文以S7海域春、夏、秋、冬四季及全年波浪統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為計(jì)算資料,得出對(duì)應(yīng)熱點(diǎn)的疲勞累積損傷度,如表2所示。

        3.3 浪向?qū)ζ趽p傷的影響

        在計(jì)算S7海域?qū)?yīng)熱點(diǎn)的疲勞累積損傷時(shí),各浪向出現(xiàn)的概率均等。然而,S7海域?qū)嶋H海況統(tǒng)計(jì)資料顯示,各浪向出現(xiàn)的概率并非均等。根據(jù)方鐘圣西北太平洋波浪統(tǒng)計(jì)集中S7海域全年波浪統(tǒng)計(jì)資料,將統(tǒng)計(jì)資料中的各浪向所占比例(如表3)作為計(jì)算疲勞累積損傷時(shí)各浪向的出現(xiàn)概率,計(jì)算結(jié)果如表4 。

        3.4 跨零周期不確定性對(duì)疲勞損傷的影響

        通過改變計(jì)算波浪譜的跨零周期,得出對(duì)應(yīng)跨零周期下的疲勞累積損傷度??缌阒芷诘淖兓瑯訉⑽鞅碧窖蟛ɡ俗V統(tǒng)計(jì)集獲得的跨零周期定義為Tz,分別以0.05倍Tz為間距遞增及以0.05倍的Tz為間距遞減,得出熱點(diǎn)3對(duì)應(yīng)的疲勞累積損傷度,將所得數(shù)據(jù)繪制成圖2。

        4 結(jié)論

        本文針對(duì)某一航行于我國南海海域的三體船,采用譜分析方法對(duì)該船進(jìn)行了疲勞累積損傷分析,計(jì)算該船在不同海域、季節(jié)、浪向、波高及跨零周期條件下的疲勞累積損傷度,并得出以下結(jié)論:

        (1)對(duì)三體船按規(guī)范進(jìn)行加載,獲得全船有限元應(yīng)力,發(fā)現(xiàn)船體結(jié)構(gòu)中,連接橋與主船體及片體相連接處容易產(chǎn)生應(yīng)力集中,在分析三體船疲勞壽命時(shí)要重點(diǎn)考慮 ;

        (2)海域不同、波浪參數(shù)及分布不同,計(jì)算所得的三體船疲勞累積損傷度也不同。S7海域?qū)τ谌w船而言為疲勞累積損傷最嚴(yán)重海域,S2和S8海域?yàn)槠诶鄯e損傷較輕海域,其它海域疲勞累積損傷相差不大,故三體船在航行航線設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)盡量規(guī)避S7海域,更多的考慮S2和S8海域;

        (3)季節(jié)不同,波浪參數(shù)及分布也不同,四季中春、夏兩季疲勞累積損傷相對(duì)于秋、冬兩季較小,冬季疲勞累積損傷最大,因此三體船應(yīng)盡量減少冬季出航;

        (4)在計(jì)算三體船疲勞累積損傷時(shí),各浪向按等概率出現(xiàn)計(jì)算所得結(jié)果偏大,設(shè)計(jì)偏保守;

        (5)三體船疲勞損傷隨著有義波高的增大而增大,在 S1、S4、S6、S7海域疲勞累積損傷隨著跨零周期的增大而減小,S2、S3、S5、S8、S9、S10海域疲勞累積損傷隨著跨零周期的增大先增大后減小。

        參考文獻(xiàn)

        [1] DNV-RP-C103. Column-stabilized units[S]. Det Norske Veritas, 2005.

        [2] Rules For the Classifieation of Trimaran[S]. London: Lloyds Register, 2006.

        [3] 彭營豪,劉見華,王?;? 三體船型疲勞強(qiáng)度評(píng)估和分析[J].中國造船, 2011,52(3).

        [4] 黃志遠(yuǎn),嚴(yán)仁軍,鄧樂,侯超. 基于MSC_Fatigue的三體船連接橋疲勞壽命分析[J].船海工程,2008,37(6).

        [5] 船體結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度指南[S]. 中國船級(jí)社上海規(guī)范研究所,2007.

        [6] 方鐘圣,金承儀,繆泉明. 西北太平洋波浪統(tǒng)計(jì)集 [M]. 國防工業(yè)出版社,1996.

        [7] 文圣常,陳伯海,張大錯(cuò),王偉,郭佩芳,臺(tái)偉濤. 改進(jìn)的理論風(fēng)浪頻譜[J]. 海洋學(xué)報(bào),1990,12(3).

        无码一区二区三区老色鬼| av天堂手机在线看片资源| 一本大道香蕉视频在线观看| 国产国拍亚洲精品永久69| 国产成人AV乱码免费观看| 中文字幕人妻一区二区二区| 精品无码久久久久久久久| 成人区人妻精品一熟女| 亚洲色偷拍区另类无码专区| 亚洲va在线va天堂va四虎| 午夜视频手机在线免费观看| 精品亚洲a∨无码一区二区三区| 国产精品va无码一区二区| 亚洲另类激情专区小说婷婷久| 亚洲高清精品一区二区| 国产免费又色又爽粗视频| 男人扒开女人下面狂躁小视频| 国产成人一区二区三区免费观看| 中文字幕第一页在线无码一区二区| 国产一区二区毛片视频| 国产av一区二区三区在线播放| 妺妺窝人体色www看美女| 久久AⅤ无码精品为人妻系列 | 国内精品久久久久久中文字幕| 国产精品国产三级国产专区5o| 人妻体体内射精一区中文字幕| 永久天堂网av手机版| 区久久aaa片69亚洲| av无码特黄一级| 熟女人妻在线中文字幕| 人妻体体内射精一区二区| 国产人妻精品一区二区三区不卡| 久久尤物av天堂日日综合| 婷婷开心五月亚洲综合| 国产放荡对白视频在线观看| 亚洲色大成网站www尤物| 日韩熟女一区二区三区 | 久久精品夜夜夜夜夜久久 | 国产精品麻豆成人AV电影艾秋| 国产精品亚洲av无人区二区| 无码国产成人午夜电影在线观看|