壓縮天然氣(CNG)運(yùn)輸船貨艙結(jié)構(gòu)抗爆性能研究.pdf

1、壓縮天然氣運(yùn)輸船主要用途是運(yùn)輸天然氣。船上的天然氣是以高壓氣瓶的形式進(jìn)行存儲，船上有復(fù)雜的氣貨系統(tǒng)，其中管路系統(tǒng)及主體容器是天然氣存儲、裝卸的主要系統(tǒng)。在長時間的運(yùn)輸過程中因振動、承受應(yīng)力、總縱彎曲的原因造成管路氣閥失效、氣瓶失效以及在氣瓶制造過程中密封性不良等因素致使氣體泄漏。一旦泄漏的氣體遇到明火、靜電等不利因素的影響會發(fā)生氣體爆炸。爆炸將會對船舶結(jié)構(gòu)構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。為保證船舶安全，提高船舶的生命力，本文對壓縮天然氣運(yùn)輸船在氣體爆炸

2、載荷作用下的抗爆性能進(jìn)行了深入的研究。
　　本文主要研究工作如下：
　　（1）通過對氣體爆炸沖擊波理論的學(xué)習(xí)，利用非線性瞬態(tài)動力學(xué)計(jì)算軟件MSC.Dytran模擬了氣體爆炸沖擊波在空氣中的傳播，選用Henrych給出的經(jīng)驗(yàn)公式，對比分析了有限元仿真計(jì)算結(jié)果，得到了具有足夠計(jì)算精度的結(jié)果。從而驗(yàn)證利用MSC.Dytran軟件模擬氣體爆炸沖擊波在空氣中的傳播過程是可行的。同時研究了網(wǎng)格密度系數(shù)和不同的求解方法對爆炸沖擊波峰值壓力

3、的影響。
　?。?）分析船上管路布置、氣瓶失效模式、艙內(nèi)外氣體泄漏風(fēng)險源從而確定氣體泄漏量及爆源位置，采用一般耦合方法，對壓縮天然氣運(yùn)輸船氣體泄漏爆炸沖擊波載荷作用下貨艙結(jié)構(gòu)抗爆性能進(jìn)行仿真計(jì)算。
　?。?）在分析艙內(nèi)外壓縮天然氣運(yùn)輸船氣體泄漏爆炸載荷下貨艙結(jié)構(gòu)響應(yīng)的基礎(chǔ)上，確定了三種加強(qiáng)方案，針對爆源最不利位置工況，分析三種不同加強(qiáng)方式下，貨艙結(jié)構(gòu)與原結(jié)構(gòu)的變形、應(yīng)力以及結(jié)構(gòu)變形吸能情況，三種加強(qiáng)方案與原結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比，分析