VLCC前置導(dǎo)管結(jié)構(gòu)設(shè)計與強度分析.pdf

1、隨著船舶燃料價格的上漲，越來越多的商船采用節(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)簡單，安裝方便，節(jié)能效果明顯等特點，是目前國內(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，伴隨而來的結(jié)構(gòu)強度，振動問題日益突出。
　　目前國內(nèi)外船級社針對前置導(dǎo)管結(jié)構(gòu)設(shè)計驗證的規(guī)范尚屬空白。日韓等國對前置導(dǎo)管等節(jié)能裝置結(jié)構(gòu)的研究比較成熟

2、，但是對外保密。國內(nèi)曾有工程師對前置導(dǎo)管的振動性能進行分析，但是對前置導(dǎo)管的載荷定量，結(jié)構(gòu)強度評估鮮有研究。因此，針對大型前置導(dǎo)管結(jié)構(gòu)設(shè)計和結(jié)構(gòu)強度的研究，對促進大型節(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)計的方法，并設(shè)計出結(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，而且艉部流場也很復(fù)雜，因此導(dǎo)管將承受很大的振

3、動影響，如果設(shè)計不當產(chǎn)生共振，就會產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性損壞，甚至?xí)茐穆菪龢?。因此本文對前置?dǎo)管的共振風險進行評估。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，并對不同的加強方案進行比較分析，最終確定合適的導(dǎo)管結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。
　　根據(jù)IACS共同結(jié)構(gòu)規(guī)范(CSR)及德國勞氏船級社(GLRULES)中對船體載荷的要求，對前置導(dǎo)管結(jié)構(gòu)在實際運營中可能受到的載荷進行定量分析。這些載荷包括船體三向運動時引起的慣性力，不同浪向下