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波激振動(dòng)對超大型集裝箱船疲勞強(qiáng)度的影響研究

張志康; 李丹丹; 林焰; 韓鈺; 王偉飛; 彭亞康 中國船舶及海洋工程設(shè)計(jì)研究院; 上海200011; 大連理工大學(xué)船舶CAD工程中心; 大連116024
  • 超大型集裝箱船
  • 波激振動(dòng)
  • 譜分析
  • 疲勞強(qiáng)度

摘要:超大型集裝箱船具有開口大、剛度低和航速快等特點(diǎn),導(dǎo)致其波激振動(dòng)現(xiàn)象突出,增加了疲勞破壞風(fēng)險(xiǎn)。論文以18, 000TEU箱船為研究對象,考慮對稱與反對稱模態(tài)的共同作用,采用有限元法進(jìn)行干模態(tài)分析。基于三維線性頻域水彈性理論,對其進(jìn)行水彈性效應(yīng)分析。然后采用譜分析法,通過直接計(jì)算求解熱點(diǎn)應(yīng)力響應(yīng),結(jié)合線性累積損傷法,求得疲勞損傷值和疲勞年限,并將其與剛體理論結(jié)果對比,分析波激振動(dòng)對艙口角隅疲勞的影響。研究表明:當(dāng)遭遇頻率接近船體濕固有頻率時(shí),波激振動(dòng)效應(yīng)會(huì)引起船體載荷高頻響應(yīng)及應(yīng)力高頻響應(yīng),使得艙口角隅疲勞累計(jì)損傷度大幅增加,疲勞壽命普遍降低約30%~40%,部分節(jié)點(diǎn)甚至高達(dá)50%多。

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