LNG船液貨艙溫度及應(yīng)力場(chǎng)有限元分析研究.pdf

1、天然氣是一種非常重要的資源，它燃燒清潔，污染小，通常生產(chǎn)與輸送成本低廉。其儲(chǔ)量十分巨大，在將來將成為世界上主要能源。 LNG貿(mào)易量的不斷增長(zhǎng)使得LNG的運(yùn)輸成了目前急需解決的問題，LNG船舶運(yùn)輸是天然氣跨地區(qū)遠(yuǎn)洋運(yùn)輸最有效的方法，因此，LNG船的建造數(shù)量和運(yùn)輸頻率在不斷增加。為保證LNG在運(yùn)輸過程中的經(jīng)濟(jì)性和安全性，這就要求液貨艙需長(zhǎng)時(shí)間的維持在-163℃。LNG船能夠經(jīng)受住長(zhǎng)時(shí)間低溫源作用下引起的溫度應(yīng)力保證船體結(jié)構(gòu)不發(fā)生屈服

2、或開裂破損等問題。因此對(duì)LNG船進(jìn)行專門的溫度場(chǎng)及溫度應(yīng)力分析，確保其符合強(qiáng)度要求，對(duì)保證其在運(yùn)輸過程中的安全具有重要意義和價(jià)值。 本文首先介紹了LNG船溫度及應(yīng)力分析的研究背景和意義，回顧了國內(nèi)外在此問題上的研究現(xiàn)狀。簡(jiǎn)要介紹了天然氣的性質(zhì)和特點(diǎn)，對(duì)LNG船的船型和液貨艙系統(tǒng)和絕熱系統(tǒng)進(jìn)行了綜述，包括建造方法和建造材料，對(duì)不同船型進(jìn)行了分析比較。從熱傳導(dǎo)的基礎(chǔ)知識(shí)出發(fā)，對(duì)溫度場(chǎng)及溫度應(yīng)力問題的基本概念和有限元計(jì)算原理進(jìn)行了較為

3、詳細(xì)的介紹和總結(jié)。然后利用有限元方法計(jì)算了滿載液貨時(shí)的LNG船液貨艙溫度場(chǎng)及溫度應(yīng)力分布。計(jì)算過程是以一艘147000m3薄膜型LNG船為模型，利用大型通用有限元分析軟件ANSYS對(duì)其1/4個(gè)液艙段進(jìn)行建模，施加邊界條件和載荷，計(jì)算了液艙絕熱層殷鋼膜主屏壁絕熱膜完好和殷鋼膜主屏壁絕熱膜破損2種工況下，液艙溫度及溫度應(yīng)力分布情況。研究了液貨艙因內(nèi)外溫差巨大而產(chǎn)生的局部不均勻溫度場(chǎng)，以及由不均勻溫度場(chǎng)引起的液艙結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力分布及變化，探討其