隨機(jī)風(fēng)浪作用下游艇橫搖穩(wěn)性可靠度計(jì)算.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，游艇逐漸成為人們可接受的消費(fèi)、休閑方式，游艇穩(wěn)性是衡量游艇性能的重要指標(biāo)，如何衡量并改善游艇穩(wěn)性是設(shè)計(jì)人員必須考慮的重要問題。傳統(tǒng)穩(wěn)性衡準(zhǔn)基于靜力學(xué)，將游艇風(fēng)浪中的穩(wěn)性視為確定性事件，實(shí)際游艇受到風(fēng)浪外力具有隨機(jī)性，且游艇本身抗傾覆能力隨游艇的橫搖與縱搖運(yùn)動也會發(fā)生變化，導(dǎo)致游艇風(fēng)浪中的穩(wěn)性是具有一定概率的隨機(jī)事件?？煽啃岳碚摼C合考慮游艇穩(wěn)性指標(biāo)以及外力的隨機(jī)性，用可靠度指標(biāo)和傾覆概率描述游艇穩(wěn)性，計(jì)算游艇不同風(fēng)

2、浪以及不同海域的穩(wěn)性可靠度，可更科學(xué)的描述游艇穩(wěn)性。
　　基于對以上問題的思考，本文針對隨機(jī)風(fēng)浪下游艇的橫搖運(yùn)動，建立游艇非線性運(yùn)動微分方程，利用非線性過程理論和路徑積分法求解該方程，引入兩艘實(shí)際游艇，計(jì)算不同風(fēng)浪條件下游艇聯(lián)合概率密度及橫搖角邊緣概率密度。計(jì)算游艇不同浮態(tài)下的進(jìn)水角數(shù)據(jù)并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到游艇進(jìn)水角均值與均方差。根據(jù)可靠度計(jì)算理論，以橫搖角大于進(jìn)水角為游艇失穩(wěn)標(biāo)準(zhǔn)，建立穩(wěn)性極限狀態(tài)方程，計(jì)算游艇不同風(fēng)浪下穩(wěn)性可靠度，

3、并對游艇不同海域中的穩(wěn)性可靠度進(jìn)行計(jì)算。利用水動力學(xué)軟件對游艇穩(wěn)性進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證游艇穩(wěn)性可靠度計(jì)算方法的可行性。通過實(shí)例研究進(jìn)水角位置、非線性阻尼力矩系數(shù)、三次恢復(fù)力矩系數(shù)對游艇穩(wěn)性可靠度的影響。最后，基于游艇穩(wěn)性可靠度計(jì)算結(jié)果，對不同海域、不同風(fēng)浪條件下游艇穩(wěn)性進(jìn)行安全等級劃分，對游艇穩(wěn)性安全等級的科學(xué)評判進(jìn)行有益的嘗試。
　　論文利用非線性隨機(jī)過程理論和可靠度計(jì)算方法，研究游艇穩(wěn)性可靠度，并驗(yàn)證游艇穩(wěn)性可靠度計(jì)算方法的可

4、行性與適用性。以實(shí)際游艇為例研究游艇穩(wěn)性可靠度的影響因素，計(jì)算結(jié)果表明，游艇甲板高度增加0.16m或游艇寬度增加0.1m可將游艇穩(wěn)性可靠度提高0.1，以上兩因素對游艇可靠度影響較顯著，進(jìn)行游艇可靠度優(yōu)化時可在滿足游艇性能與工藝的前提下對甲板高度和艇寬進(jìn)行選擇。基于游艇穩(wěn)性可靠度計(jì)算結(jié)果，對不同海域中不同風(fēng)浪下游艇穩(wěn)性進(jìn)行安全等級劃分，有利于游艇設(shè)計(jì)人員對游艇安全威脅進(jìn)行評估，游艇操縱者可針對不同海況進(jìn)行決策，游艇管理者可根據(jù)不同海域游艇