高速三體船極限強(qiáng)度研究.pdf

1、高速三體船型作為一種高性能新型船型,與其他船型相比,擁有良好的橫穩(wěn)性、耐波性和快速性,三體船有著很廣闊的應(yīng)用前景,適合作為科學(xué)考察船、海上旅游船、海上交通、勘探和救援船等。高速三體船結(jié)構(gòu)復(fù)雜,其極限承載能力受到了國內(nèi)外船舶力學(xué)工作者的關(guān)注。目前研究船體極限強(qiáng)度的方法通常有直接計(jì)算法、理想結(jié)構(gòu)單元法、逐步破壞法、非線性有限元法和模型試驗(yàn)法。極限強(qiáng)度包含了材料非線性與幾何非線性,數(shù)值仿真方法很難完全真實(shí)地預(yù)報(bào)極限承載力,故有必要對(duì)三體船結(jié)構(gòu)

2、進(jìn)行試驗(yàn)研究,模型試驗(yàn)法能夠較真實(shí)地得出極限承載能力。高速三體船擁有片體與連接橋結(jié)構(gòu),相比單體船和雙體船有更多的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)和結(jié)構(gòu)響應(yīng),其總體極限承載能力也一直非常受人關(guān)注。
　　根據(jù)目前世界上僅有的三體船規(guī)范—英國勞氏三體船規(guī)范(Rules For The Classification Of Trimaran2006),三體船的設(shè)計(jì)外載荷包括了總縱靜水彎矩、波浪彎矩、橫向中垂、橫向中拱彎矩、橫向扭轉(zhuǎn)力矩、縱向扭轉(zhuǎn)力矩和水平彎矩等。因

3、此在這些外載荷作用下的每種工況都有可能導(dǎo)致高速三體船結(jié)構(gòu)破壞而失效,高速三體船的總體極限強(qiáng)度的研究甚為必要。本文使用結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)與非線性有限元數(shù)值方法相結(jié)合,重點(diǎn)研究某高速三體船的總縱極限強(qiáng)度,并充分考慮其總體極限工況下的總體極限強(qiáng)度研究。結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)方法用來研究某高速三體船結(jié)構(gòu)的總縱極限強(qiáng)度。運(yùn)用相似理論并結(jié)合有限元計(jì)算方法指導(dǎo)極限強(qiáng)度試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷脑O(shè)計(jì)。試驗(yàn)采用三點(diǎn)彎曲的加載方式,利用多點(diǎn)液壓加載系統(tǒng),模擬實(shí)船的波浪彎矩峰值。通過模型試

4、驗(yàn)測試了三體船結(jié)構(gòu)模型的極限承載能力,得到了模型的加載力-應(yīng)力、加載力-位移曲線及三體船總縱極限強(qiáng)度的破壞模式。然后采用非線性有限元數(shù)值計(jì)算方法,考慮材料非線性、屈曲和追隨力,分別對(duì)模型和實(shí)船的總縱極限承載力進(jìn)行計(jì)算,最后與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比進(jìn)行比較分析,研究模型與實(shí)船極限強(qiáng)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系,并預(yù)報(bào)實(shí)船的總縱極限承載能力。除此以外本文還對(duì)高速三體船的橫向彎極限強(qiáng)度、橫扭極限強(qiáng)度和縱扭極限強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算,總體把握三體船的總體極限強(qiáng)度。對(duì)其典型構(gòu)件