66m运沙船结构及强度计算分析【文献综述】

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1、毕业设计文献综述船舶与海洋工程66m运沙船结构及强度计算分析前言随着世界经济的发展，散货船货运量大，货源充足，航线固定，装卸效率高等因素，使散货船运输能够获得良好的经济效益,因而占有了十分重要的地位。而其中运沙船占了相当一部分比重。但运沙船的大开口船型结构也带来了十分严重的强度问题。因此，为使船舶能满足规范要求，在海上安全航行，就使船体结构的强度计算与分析显得尤为重要。现状与发展重所周知，散货船的特点就是尾机型、设顶边舱和底边舱、单甲板及大开口。而这些都导致了散货船不利于调整浮态静水弯矩大,结构强度不足等危险因素.因而在航行过程中由于自身强度的不够或波浪弯矩和扭矩、

2、海水动压力、由船体运动加速度产生的舱内货物压力导致的疲劳载荷使船舶处于危险之中。具有长大开口的船体在波浪载荷的作用下发生扭转变形，在离开约束端越远，船体发生变形越大。又因为疲劳载荷下不会导致结构构件立即失效，而是在经历一定数量的循环后，才达到临界点，而这也是非常困扰学者的一个问题。因此时常发生海上事故，造成经济的损失和人员的伤亡。所以对运沙船的强度进行系统的研究和设计是非常必要的。根据梁弯曲理论，在中拱或中垂时，船体梁承受最大的总纵强度。而通过运沙船全船模型的有限元分析计算，证实运沙船的应力在全船分布较均匀，板所爱应力最大出现在靠近中部的舱口围板处，而梁所受的最大应

3、力出现在沙舱斜板下的纵骨。因此，舱口围板与沙舱斜板及斜板下的纵骨是整个结构的关键部位。再根据大开口船舶角隅强度有限元分析研究得，最大应力都是发生在甲板上的货舱口角隅处，并十分接近施用应力，而这很容易在甲板及角隅处因应力集中而出现裂纹，使船舶处于危险状态。总结根据以上运沙船船型特点，就需要对上述重点结构进行强度计算分析与检验。散货船船体结构疲劳破损，以进化算法为优化手段,疲劳累积失效概率增量为约束条件,检验费用为目标函数,检验时间间隔及检验方式为优化变量,根据船体构件本身的疲劳特性进行疲劳破损检验优化研究,选出检验费用最少的最优检验方案,给出了计算实例和检验方案的比较

4、，是兼顾安全性和经济性的最优检验方案。船体梁强度可靠性设计应用结构可靠性分析方法,以船体梁极限承载能力为失效模式,对船体结构进行了安全评估和可靠性设计。应用所开发的新的改进可靠性计算方法,计算了基本物理量的不确定性对船体结构极限强度函数统计特征的影响,同时结合所开发的用于直接估算船体梁极限强度的工程实用计算方法,确定出不同船体结构的失效概率和设计目标安全指数,推导了局部安全因子,可以进行船体结构的可靠性设计与再评估。船体结构表面裂缝研究用数值方法研究了船体表面微裂缝在海水腐蚀以及外荷载耦合作用下扩展的机理。实验表明,在给定材料和腐蚀环境的条件下,外载荷越小,微裂缝扩

5、展并最终导致材料断裂破坏过程越长;但当荷载小于某个值(门槛值或称疲劳极限)时,这种延迟的腐蚀断裂破坏现象可以避免。根据数值计算结果,共发现了三种可能的裂缝扩展形式,并证实了导致腐蚀疲劳断裂临界条件的存在性。最后通过计算,针对不同材料以及不同环境条件,勾勒出导致腐蚀疲劳断裂相应的临界条件曲线。以上三种方法都是对船体结构强度有效可靠的分析方法，起到了一定的积极作用，对以后的工作有指导性作用。参考文献[1]顾敏童主编，船舶设计原理[M]，上海交通大学出版社，2001，80-83[2]船体结构疲劳强度指南[M],中国船级社上海规范研究所出版，2007，56-57[3]谢永和

6、，李俊来,船舶强度与结构设计[M],浙江海洋学院，2010，82-88[4]牛松，基于断裂力学的船体结构疲劳评估方法[M]，哈尔滨工程大学出版社，2008，253-260[5]黄德波主编，船舶工程专业英语[M]，哈尔滨工程大学出版社，2001，46-49[6]黄永生，刘俊梅，运沙船有限元法总纵强度计算及分析[J]，浙江海洋学院学报，3-5[7]王立军、王伟等,大开口船舶角隅强度有限元分析研究[J]，浙江海洋学院学报,2007,26(4),425-428[8]HUANGYan2shun,WANGLin,InspectionPlansforStructureFatigu

7、eDeteriorationofBulkCarrieronActiveService[J],TransactionsofTianjinUniversity，2002，8（3）[9]XUXiang-dong，CUIWei-chengReliability-basedDesignforUltimateStrengthofShipHullGirderandStiffenedPanels[J]，JournalofShipMechanics，2001，5（3）[10]TANGZhi-bo，LOULin-yan，FractureMechanismMapsforCrackGr