壓縮天然氣(CNG)運輸船貨艙結構抗爆性能研究.pdf

1、壓縮天然氣運輸船主要用途是運輸天然氣。船上的天然氣是以高壓氣瓶的形式進行存儲，船上有復雜的氣貨系統(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)。在長時間的運輸過程中因振動、承受應力、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。爆炸將會對船舶結構構成了嚴重威脅。為保證船舶安全，提高船舶的生命力，本文對壓縮天然氣運輸船在氣體爆炸

2、載荷作用下的抗爆性能進行了深入的研究。
　　本文主要研究工作如下：
　?。?）通過對氣體爆炸沖擊波理論的學習，利用非線性瞬態(tài)動力學計算軟件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)驗公式，對比分析了有限元仿真計算結果，得到了具有足夠計算精度的結果。從而驗證利用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，對壓縮天然氣運輸船氣體泄漏爆炸沖擊波載荷作用下貨艙結構抗爆性能進行仿真計算。
　?。?）在分析艙內(nèi)外壓縮天然氣運輸船氣體泄漏爆炸載荷下貨艙結構響應的基礎上，確定了三種加強方案，針對爆源最不利位置工況，分析三種不同加強方式下，貨艙結構與原結構的變形、應力以及結構變形吸能情況，三種加強方案與原結構進行對比，分析