弹振载荷作用下超大型集装箱船的结构动力响应分析

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文弹振载荷作用下超大型集装箱船的结构动力响应分析硕士研究生：黄强指导教师：李辉副教授学科、专业：船舶与海洋结构物设计制造论文主审人：任慧龙教授哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文弹振载荷作用下超大型集装箱船的结构动力响应分析硕士研究生：黄强指导教师：李辉副教授学位级别：工学硕士学科、专业：船舶与海洋结构物设计制造所在单位：船舶工程学院论文提交日期：2018年1月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:StructuralDynamicResponseAnal

2、ysisofSuper-LargeContainerUnderSpringLoadCandidate:HuangQiangSupervisor:AssociateProf.LiHuiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:DesignandConstructionofNavalArchitectureandOceanStructureDateofSubmission:Janurary,2018DateofOralExamination:March,2018University:HarbinEngineeringUniversi

3、ty哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。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。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工

4、程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日弹振载荷作用下超大型集装箱船的结构动力响应分析摘要随着船舶朝着大型化的发展，在船舶波浪载荷预报中基于刚体理论的研究方法，以及在结构强度评估中基于准静态的方法已经越来越不能满足计算要求。对于大型船舶

5、波浪载荷的预报则出现了基于水弹性理论的计算方法，在结构强度评估中则越来越多的采用动力分析方法。然而目前其发展的还不够完善，对于基于水弹性理论的波浪载荷预报方法，目前计算精度较高的分为三维线性频域和三维非线性时域预报方法，然而在这两种方法各有优劣及其差异性。对于结构强度评估则首先需要计算得到结构的应力应变响应，对于超大型船舶来说由结构的弹性效应引起的响应量级可与波频结果相当。目前国内外对弹振载荷作用下的船体结构动力响应研究很少，而对于超大型船舶来说有必要对全船结构的弹振响应计算方法进行研究。本文具体研究内容如下：（1）基于对船舶波浪载荷频域和时域水弹性计算方法的研究，本文利用两种不同计算方法分别

6、对四条样本船进行波浪载荷计算，将时域和频域的垂向弯矩与运动结果分别进行对比分析，对两种计算方法的差异性进行研究。（2）根据本文提出的船舶结构动力响应分析方法，首先对结构外载荷和变形条件进行求解。本文分别基于船舶波浪载荷频域和时域水弹性理论对船体结构弹性变形计算方法进行了研究分析，并以21000TEU箱超大型集装箱船为例，分别计算了船体某些位置处的变形结果，并将频域结果与时域结果进行了对比。最后对结构动力响应分析时施加的结构载荷进行了分析研究，给出了频率与时域载荷的计算方法。（3）由于软件及计算机的计算能力限制，目前对于全船详细模型进行动力响应分析是个难题，因此在计算模型建立时有必要采用一定的简

7、化处理。本文提出了局部模型和混合模型两种简化模型来进行计算，为了对弹振载荷作用下的不同结构模型的动力响应结果进行研究，本文以一根三维梁为研究对象，分别建立其局部、混合和完整模型，并分别计算求解三种模型的单位波幅下结构的频域和时域动力响应。通过将三种结果进行对比，对本文提出的弹振载荷作用下的结构动力响应预报方法进行验证，并从混合模型和局部模型中确定了混合模型具有与完整模型一样的振动特性。最后给出了混