冰區(qū)船舶起重機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析.pdf

1、隨著全球氣候逐漸變暖，北極航道正逐步開通，屆時(shí)北極航道將成為溝通亞歐的一條新通道，航線航程將大大縮短。因此，開展船舶起重機(jī)在北極極端溫度環(huán)境下熱-結(jié)構(gòu)耦合分析，并研究結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力，是起重機(jī)在低溫環(huán)境中安全工作的重要技術(shù)保障，具有非常重要的研究意義。
　　本文以某型破冰船的起重機(jī)為研究對象，首先通過拉伸試驗(yàn)研究了結(jié)構(gòu)主體用鋼EH36在不同溫度下的力學(xué)性能，然后基于瞬態(tài)溫度場并利用ANSYS Workbench軟件，對起重機(jī)械在北極

2、東北航道極端溫度環(huán)境及各種載荷作用下的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行了分析。主要研究內(nèi)容可以總結(jié)為以下幾點(diǎn)：
　　(1) EH36鋼在不同溫度下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。通過研究北極東北航道的環(huán)境確定了起重機(jī)械的作業(yè)溫度條件，然后設(shè)計(jì)并進(jìn)行了 EH36在不同溫度條件下的拉伸試驗(yàn)，獲得了不同溫度下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，從而確定彈性模量、屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。
　　(2)考慮冰雪載荷條件下冰區(qū)船舶起重機(jī)械的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析。采用ANSYS軟件，首先在起升載荷、自重

3、載荷、風(fēng)載荷的作用下對冰區(qū)船舶起重機(jī)械的各工況均進(jìn)行強(qiáng)度校核，然后研究了施加冰雪載荷對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響。
　　(3)考慮低溫條件影響下冰區(qū)船舶起重機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析。采用Transient Thermal模塊計(jì)算起重機(jī)械的溫度場，在此基礎(chǔ)上考慮不同低溫溫度條件下的應(yīng)力場影響進(jìn)行溫度場-結(jié)構(gòu)應(yīng)力耦合分析，求解出結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力的時(shí)間歷程曲線，分析溫度應(yīng)力對結(jié)構(gòu)的影響。
　　(4)考慮作業(yè)過程的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析并進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。在起升載荷、自