高速三體船極限強度研究.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用前景,適合作為科學考察船、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)復雜,其極限承載能力受到了國內(nèi)外船舶力學工作者的關(guān)注。目前研究船體極限強度的方法通常有直接計算法、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法。極限強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地預報極限承載力,故有必要對三體船結(jié)構(gòu)

2、進行試驗研究,模型試驗法能夠較真實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雜運動和結(jié)構(gòu)響應,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),三體船的設計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度的研究甚為必要。本文使用結(jié)構(gòu)模型試驗與非線性有限元數(shù)值方法相結(jié)合,重點研究某高速三體船的總縱極限強度,并充分考慮其總體極限工況下的總體極限強度研究。結(jié)構(gòu)模型試驗方法用來研究某高速三體船結(jié)構(gòu)的總縱極限強度。運用相似理論并結(jié)合有限元計算方法指導極限強度試驗模型的設計。試驗采用三點彎曲的加載方式,利用多點液壓加載系統(tǒng),模擬實船的波浪彎矩峰值。通過模型試

4、驗測試了三體船結(jié)構(gòu)模型的極限承載能力,得到了模型的加載力-應力、加載力-位移曲線及三體船總縱極限強度的破壞模式。然后采用非線性有限元數(shù)值計算方法,考慮材料非線性、屈曲和追隨力,分別對模型和實船的總縱極限承載力進行計算,最后與試驗結(jié)果進行對比進行比較分析,研究模型與實船極限強度的對應關(guān)系,并預報實船的總縱極限承載能力。除此以外本文還對高速三體船的橫向彎極限強度、橫扭極限強度和縱扭極限強度進行計算,總體把握三體船的總體極限強度。對其典型構(gòu)件