三體船波浪載荷研究與結(jié)構(gòu)強度有限元分析.pdf

1、21世紀初,英國軍方開始研究三體船并將其作為未來軍艦替代型式,引起世界各國廣泛關(guān)注,關(guān)于三體船的各種研究開始蓬勃發(fā)展起來。三體船的設(shè)計理念是通過超瘦長主體改進船舶的阻力性能,提高快速性,并改善耐波性、操縱性等航行性能,在主體兩側(cè)布置片體解決主體穩(wěn)性不足的問題并增大甲板載貨面積。三體船的研究主要集中在阻力與適航性方面,特別是在阻力計算以及基于最小阻力原則的片體布局優(yōu)化等問題上研究較為深入,而關(guān)于三體船波浪載荷和結(jié)構(gòu)強度的研究相對較少。本文

2、對三體船波浪載荷和結(jié)構(gòu)強度特性兩方面進行更深層次的分析探討,對現(xiàn)有的研究成果補足完善,主要工作有三項:系統(tǒng)分析三體船的各項基本波浪載荷特性;基于波浪載荷最小的片體布局優(yōu)化和航速優(yōu)選研究;考慮波浪動壓力效應和三體船的結(jié)構(gòu)復雜性,進行準靜態(tài)全船結(jié)構(gòu)有限元計算,研究分析三體船結(jié)構(gòu)強度特性,得出對結(jié)構(gòu)強度最有利的片體布局方案。
　　利用三維時域 Rankine源法對三體船波浪載荷進行數(shù)值計算,結(jié)合北大西洋海浪資料進行長期預報,基于長期預報

3、的結(jié)果進行波浪載荷特性和片體布局優(yōu)化、航速優(yōu)選研究。分析發(fā)現(xiàn),與總縱彎曲相關(guān)的總縱彎矩和垂向剪力主要由主體決定,片體對其影響很小;總縱扭矩和連接橋載荷主要與片體相關(guān),主體對其影響非常小;片體距船尾35％L~40%L是基于波浪載荷最小的最佳片體布局方案;中高速(Fn=0.25~0.4)下三體船上的波浪載荷比較小,有利于三體船結(jié)構(gòu)強度。
　　對三體船的結(jié)構(gòu)強度的分析發(fā)現(xiàn),總縱彎曲時,在三體船船中區(qū)域的上甲板和船底板上應力很大,連接橋與