超大型原油船结构振动问题研究

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1、上海交通大学硕士学位论文超大型原油船结构振动问题研究硕士研究生:刘晓之学号:1120109123导师:夏利娟副教授申请学位:工学硕士学科:船舶与海洋工程所在单位:船舶海洋与建筑工程学院答辩日期:2015年1月授予学位单位:上海交通大学DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterSTUDYONSTRUCTURALVIBRATIONPROBLEMOFVERYLARGECRUDEOILCARRIERCandidate：XiaozhiLiuStudentID:112

2、0109123Supervisor：Prof.LijuanXiaAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：NavalArchitectureandOceanEngineeringSchoolofNavalArchitecture,OceanandAffiliation：CivilEngineeringDateofDefence：Jan,2015Degree-Conferring-Institution：ShanghaiJiaoTongUniversity超大型原油船结构振动问题研究摘

3、要超大型原油船通常将上层建筑布置在船尾,靠近螺旋桨和主机这两个主要激励源，振动问题较突出。而近年来，超大型原油船尾部阶梯式结构设计的提出大大改变了船舶尾部的结构型式，使原本振动问题较为突出的尾部区域的固有特性发生了改变。因此，有必要对阶梯式尾部设计的超大型原油船的相关振动问题进行研究。本文主要研究了以下内容：（1）.整船振动评估：针对阶梯式尾部设计的318000DWT超大型原油船，建立全船结构三维粗网格有限元模型，研究了粗网格模型对船舶刚度的影响以确定其在船舶振动分析过程中的可行性，分析了阶梯式尾部设计方案对全船振动特性的影响，并探讨了附连水质量对全

4、船结构振动特性的影响。（2）.子结构振动评估：选取螺旋桨叶频激振力和主机各阶力矩作为计算子结构响应的激励，针对不同的设计方案在这些激励下的响应进行对比分析，研究了上层建筑纵向一阶固有频率计算方法的差异，讨论I了减小主机激励和改进翼桥结构的方法。（3）.局部结构振动评估：根据亚临界动态设计准则，评估了318000DWT超大型原油船的局部结构，包括板格、板架和筋的基频，研究了亚临界动态设计衡准的规律和附连水质量对局部结构固有模态的影响。关键词：粗网格模型，主机激励，整船振动，子结构振动，局部结构振动IISTUDYONSTRUCTURALVIBRATION

5、PROBLEMOFVERYLARGECRUDEOILCARRIERABSTRACTThesuperstructureofVLCCisusuallyarrangedinthestern,whichisnearthetwomainexcitationsource——thepropellerandmainengine,makingthevibrationproblemofsuperstructuremoresevere.However，inrecentyears,thepropositionofaftsteppedstructurechangedthest

6、ructuraltypealot,makingtheinherentcharacteristicsofsternmanychanges.Therefore,itisverynecessarytostudythevibrationrelatedproblemsofthesteppedsterndesignonVLCC.Concretely,thispaperhaddonesomestudyonthefollowingcontent:(1).Wholeshipvibrationevaluation:builtacoarsemeshFEMmodelofa3

7、18000DWTVLCCwhichhasaftsteppedstructure;researchedtheeffectofthesteppedsterndesignonthewholeshipvibrationcharacteristic;inaddition,discussedtheeffectoftheentrainedwatermassonthewholeshipvibrationcharacteristic.(2).Substructurevibrationevaluation:chosethevibrationforceunderthebl

8、adefrequencyofpropellerandeachordermomentofmainenginea