VLCC前置導(dǎo)管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度分析.pdf

1、隨著船舶燃料價(jià)格的上漲，越來(lái)越多的商船采用節(jié)能裝置以提高螺旋槳效率，減少燃油消耗。前置導(dǎo)管因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，節(jié)能效果明顯等特點(diǎn)，是目前國(guó)內(nèi)新造商船采用最為廣泛的一款節(jié)能裝置。但是前置導(dǎo)管與船體連接處發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞的事故時(shí)有發(fā)生，特別是隨著船舶大型化發(fā)展，前置導(dǎo)管的尺寸也相應(yīng)變得巨大，伴隨而來(lái)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，振動(dòng)問(wèn)題日益突出。
　　目前國(guó)內(nèi)外船級(jí)社針對(duì)前置導(dǎo)管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)驗(yàn)證的規(guī)范尚屬空白。日韓等國(guó)對(duì)前置導(dǎo)管等節(jié)能裝置結(jié)構(gòu)的研究比較成熟

2、，但是對(duì)外保密。國(guó)內(nèi)曾有工程師對(duì)前置導(dǎo)管的振動(dòng)性能進(jìn)行分析，但是對(duì)前置導(dǎo)管的載荷定量，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)估鮮有研究。因此，針對(duì)大型前置導(dǎo)管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的研究，對(duì)促進(jìn)大型節(jié)能裝置的廣泛使用和提高大型船舶航行的經(jīng)濟(jì)性、安全性具有重要意義。
　　本文以超大型原油船(VLCC)為載體，研究前置導(dǎo)管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法，并設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)安全可靠的前置導(dǎo)管裝置。
　　由于前置導(dǎo)管處于螺旋槳激振力作用范圍，而且艉部流場(chǎng)也很復(fù)雜，因此導(dǎo)管將承受很大的振

3、動(dòng)影響，如果設(shè)計(jì)不當(dāng)產(chǎn)生共振，就會(huì)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性損壞，甚至?xí)茐穆菪龢?。因此本文?duì)前置導(dǎo)管的共振風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估。應(yīng)用有限元法和流體邊界元法得到導(dǎo)管在空氣中和水中的固有頻率和振型，并對(duì)不同的加強(qiáng)方案進(jìn)行比較分析，最終確定合適的導(dǎo)管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。
　　根據(jù)IACS共同結(jié)構(gòu)規(guī)范(CSR)及德國(guó)勞氏船級(jí)社(GLRULES)中對(duì)船體載荷的要求，對(duì)前置導(dǎo)管結(jié)構(gòu)在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中可能受到的載荷進(jìn)行定量分析。這些載荷包括船體三向運(yùn)動(dòng)時(shí)引起的慣性力，不同浪向下