lng船液舱围护系统安装平台极限状态下的可靠度分析

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1、学校代码：10289分类号：U662.2密级：公开学号：122010042江苏科技大学硕士学位论文LNG船液舱围护系统安装平台极限状态下的可靠度分析研究生姓名陈凯璇导师姓名王庆丰申请学位类别工学硕士学位授予单位江苏科技大学学科专业船舶与海洋结构物设计制造论文提交日期2015年3月20日研究方向船舶设计与制造论文答辩日期2015年3月20日答辩委员会主席岳亚霖评阅人2015年3月20日分类号：U662.2密级：公开学号：122010042工学硕士学位论文LNG船液舱围护系统安装平台极限状态下的可靠度分析学生姓名陈凯璇指导教师王庆丰副教授江苏科技大学二O一五年三月AThesisSubmittedi

2、nFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringReliabilityAnalysisoftheScaffoldingPlatformoftheLNGCargoContainmentSystemundertheLimitStateSubmittedbyChenKaixuanSupervisedbyWangQingfengJiangsuUniversityofScienceandTechnologyMarch,2015江苏科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取

3、得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日江苏科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于：(1)保密□，在年解密后适用本授权书。(2)不保密□。

4、学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日摘要摘要LNG船液舱围护系统安装平台是为了将围护系统安装在液货舱内而专门搭设的一种结构复杂、规模宏大的新型轻质脚手架。作为LNG船建造的关键配套工装，安装平台承担着LNG船液舱内部建造工作的支持与保障工作，无论是出于安全性还是经济性的角度，都不允许此类安装平台在实际工作中出现任何事故。由于此类安装平台的自主研发工作在国内方兴未艾，相关设计的可靠性还没有经过系统的科学研究与论证，因此，对安装平台进行极限状态下的可靠度分析具有十分重要的意义。本文以174000m3LNG船为研究对象，借助有限元分析软件，针对安装平台可能出现的两种典型的极限状态，即安装平台

5、正常工作使用时的极限状态以及安装平台结构系统整体临界失稳的极限状态，分别从强度和稳定性这两个角度出发，对安装平台进行可靠度分析。本文的主要内容如下：（1）计算安装平台正常工作时的极限状态下的可靠度。本文在对安装平台建立三维有限元模型的基础上，根据实际工况施加载荷与约束，对其进行强度方面的有限元分析。同时根据结构应力的大小分布情况，确定安装平台在正常工作时所处的最危险工况并以此作为线性静力下的极限状态，分别运用蒙特卡罗法和响应面法，对安装平台正常使用时的极限状态进行可靠度分析；（2）以典型的双排平台结构为分析模型，计算平台结构的极限承载力。首先，通过改进后的特征值屈曲分析，综合考虑恒载和活载的共

6、同作用，预测出屈曲载荷的上限；然后，用弧长法分步施加载荷的方式来追踪结构体系的失效模式，引入“生死”单元来控制局部构件的刚度，排除次要构件失效对整体极限承载力计算的影响；最后，根据支撑腿受到的支座反力，绘制出追踪点处的载荷—位移曲线，确定结构体系的极限承载力；（3）计算安装平台基于极限承载力的可靠度。本文引入了“混合试验法”的思想，将响应面法与非线性有限元分析巧妙的结合起来，来计算结构整体临界失稳极限状态下的可靠度指标。这种方法首先根据响应面法的原理，在中心复合设计试验的基础上，选取有效的试验点；然后再针对不同的试验点分别调用有限元程序，确定相应的随机变量；最后通过回归分析，确定安装平台的极限

7、状态方程。由于这种方法可以大大减少结构体系可靠度分析中所需的样本抽样次数，可靠度分析的效率得到显著提高。关键词LNG；安装平台；极限状态；可靠度；I江苏科技大学工学硕士学位论文AbstractThescaffoldingplatformoftheLNGcargocontainmentsystemisthelightweightscaffoldwhichisusedtosupporttheinsta