計(jì)及溫度載荷的滾塑船結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)估.pdf

1、近年來，滾塑船作為一種航速快、穩(wěn)性好、節(jié)能環(huán)保的新型船舶越來越受歡迎，它的研發(fā)已被世界各國高度重視。本文在研究滾塑船強(qiáng)度的問題中考慮溫度載荷的影響有兩個(gè)方面的原因：其一，由于目前還沒有一套有關(guān)滾塑船的完整的強(qiáng)度計(jì)算規(guī)范，國內(nèi)外研究者們對(duì)各類鋼質(zhì)船舶的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及熱應(yīng)力都進(jìn)行了計(jì)算分析，但還未涉及針對(duì)塑料類船舶在此方面的研究，他們的研究重點(diǎn)僅僅放在對(duì)該類船舶的工藝流程和制造上；其二，當(dāng)主機(jī)運(yùn)行時(shí)船體結(jié)構(gòu)會(huì)與外界介質(zhì)存在較大的溫度梯度，給船

2、體構(gòu)件帶來顯著的附加溫度應(yīng)力，同時(shí)在受到波浪水壓力和螺旋槳振動(dòng)等外力作用下，會(huì)導(dǎo)致局部構(gòu)件產(chǎn)生較大的變形，從而危及結(jié)構(gòu)的安全。為保證船體在運(yùn)輸中的安全性和實(shí)用性，因此本文對(duì)其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的分析具有一定的意義。
　　本文以一艘11.4m的滾塑船為例，考慮在溫度荷載影響下對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析并校核。為了分析熱應(yīng)力在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度中所占的應(yīng)力成分大小，將載荷計(jì)算分為三部分：先計(jì)算設(shè)計(jì)載荷，即常規(guī)載荷下的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)估；再計(jì)算溫度載荷；然后計(jì)算實(shí)際載荷(即

3、設(shè)計(jì)載荷與溫度載荷的組合）。其計(jì)算過程如下:首先，利用有限元分析軟件MSC.Patran建立三維全船計(jì)算模型。其次，對(duì)傳熱模型定義屬性并施加相應(yīng)的邊界條件，進(jìn)行傳熱分析，得到空載和滿載工況下整個(gè)模型的溫度分布情況，并以其建立相應(yīng)的溫度場。再次，定義邊界條件和材料屬性，施加約束，確定設(shè)計(jì)載荷（包括螺旋槳激振力、波浪水壓力以及固定載荷），并在滿載和空載工況下進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算分析。然后，重新定義材料屬性，并計(jì)算滿載工況下的溫度荷載(將計(jì)算得到