考虑弹振与颤振效应的超大型集装箱船结构强度研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文考虑弹振与颤振效应的超大型集装箱船结构强度研究硕士研究生：彭亚康指导教师：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：工学硕士学位论文考虑弹振与颤振效应的超大型集装箱船结构强度研究硕士研究生：彭亚康指导教师：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:ADi

2、ssertationfortheDegreeofM.EngStudyonStructuralStrengthofUltraLargeContainershipswithConsideringtheEffectsofSpringingandWhippingCandidate:PengYakangSupervisor:AssociateProf.LiHuiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:DesignandConstructionofNavalArchitectureandOc

3、eanStructureDateofSubmission:Jan.2018DateofOralExamination:Mar.2018University:HarbinEngineeringUniversity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

4、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

5、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：年月日年月日考虑弹振与颤振效应的超大型集装箱船结构强度研究摘要在航运业激烈市场竞争的推动下，集装箱船尺度越来越大，尺度的增大与载重量的增加导致集装箱船的船体梁结构振动固有频率降低；箱船航速高，艏部大外飘，在波浪中航行时砰击现象明显；理论和实测表明，超大型集装箱船的弹振和颤振现象在航行过程中频繁发生，弹振和颤振效应对船舶的疲劳和极限强度产生重大的影响。本文主要利用数值方法计算研究了一艘两万箱级超大型集装箱船的载荷响应特性，校核了考虑弹振效应下的疲劳强度以及

6、考虑颤振效应下的极限强度；通过计算确定了模型试验与颤振载荷计算工况，进行了超大型集装箱船的水弹性模型试验，把模型试验结果和数值计算结果进行了对比，发现二者吻合度较高。本文的具体研究内容如下：（1）对比了考虑弯扭耦合模态和不考虑弯扭耦合模态时船体干模态计算结果，并发现目标船的弯扭耦合模态不可忽略；计算了目标船在波浪中的线性载荷响应特性，发现弹振现象十分明显；计算目标船在波浪中的非线性载荷，对时历载荷进行了频域谱分析、极值拟合分析；最后把考虑弯扭耦合模态和不考虑弯扭耦合模态的载荷计算结果进行了对比分析。（2）对于特定控制载荷，通过对线性理论的长期结果

7、进行分析，选择对控制载荷长期值贡献率最大的海况和易触发弹振、颤振的海况作为模型试验海况进行不规则波下模型试验，根据控制载荷响应特性确定规则波试验工况；把船体运动、波浪载荷的试验值和数值计算结果进行了对比，发现二者吻合度较高。（3）计算分析了目标船的结构响应特性，通过谱分析法计算各热点的疲劳损伤，并与刚体理论计算结果进行对比，发现弹振效应极大的加剧了疲劳问题；通过Smith方[50]法计算剖面的极限弯矩，并依据法国BV规范“StructuralRulesforContainerShips”中“Ch5，Sec2”对目标船极限强度进行校核并进一步研究了

8、颤振对船体所受载荷的影响。关键词：超大型集装箱船；弹振；颤振；模型试验；疲劳强度；极限强度哈尔滨工程大学硕士学位论文考虑弹振与颤振效应的