薄膜型LNG船的總縱極限承載能力研究.pdf

1、LNG 船即液化天然氣船是在零下163 攝氏度低溫下運(yùn)輸液化氣的專用船舶，它在當(dāng)前全球的經(jīng)濟(jì)生活中扮演著不可或缺的角色。LNG 船有別于常規(guī)液體船的一個(gè)主要技術(shù)難點(diǎn)，就是如何使貨物在－163℃的極低溫度下被安全裝運(yùn)，并且避免低溫對(duì)船體鋼結(jié)構(gòu)造成脆性破壞，這就要求其必須具有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，而船體結(jié)構(gòu)因總縱極限強(qiáng)度不夠而失效的可能性最大，因此研究船體總縱極限承載能力，評(píng)估船體結(jié)構(gòu)的真正安全余量，保證LNG的安全運(yùn)行有重要的實(shí)際意義。評(píng)價(jià)船體

2、總縱極限承載能力的最重要指標(biāo)是極限彎矩，船體的極限彎矩應(yīng)定義為彎矩-曲率曲線的斜率為零的峰值點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的彎矩值。這樣定義的極限彎矩計(jì)及了包括屈服、屈曲及組合的各種破壞形式和各構(gòu)件之間的非線性影響，目前被認(rèn)為是最為合理的。本文就采用彎矩－曲率曲線來(lái)計(jì)算極限彎矩。 本文采用非線性有限元法，運(yùn)用ANSYS 進(jìn)行船體結(jié)構(gòu)總縱極限承載能力計(jì)算。先提出兩種計(jì)算方法：增量法施加的四點(diǎn)純彎曲和多點(diǎn)約束法。并以Nishihara模型為例，應(yīng)用兩種方

3、法計(jì)算總縱極限強(qiáng)度，在計(jì)算過(guò)程中討論了載荷、網(wǎng)格密度及載荷子步大小的選取方法，并將計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)比較，驗(yàn)證計(jì)算方法的正確性。將這兩種方法應(yīng)用于一薄膜型LNG 船艙段總縱極限強(qiáng)度計(jì)算，計(jì)算中拱和中垂條件下的彎矩－曲率曲線，分析破壞過(guò)程。最后探討了初始位移，殘余應(yīng)力，板厚和屈服應(yīng)力等主要參數(shù)的影響。 通過(guò)本文的計(jì)算研究可以看出，F(xiàn)EM 方法能較好地將非線性因素考慮到船體的總縱極限強(qiáng)度中，是計(jì)算船體總縱極限承載能力的較可靠的方法。在應(yīng)