液化天然氣船液貨艙防流體沖擊結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究

【摘要】：隨著天然氣需求量的日益增大，我國LNG運(yùn)輸業(yè)面臨著新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，而LNG運(yùn)輸?shù)闹匾ぞ摺狶NG運(yùn)輸船將起到關(guān)鍵作用。液化天然氣船是LNG遠(yuǎn)距離輸送的主要裝備，其以液貨艙內(nèi)溫度低，所受載荷多，對(duì)材料性能、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、保溫結(jié)構(gòu)、可靠性的設(shè)計(jì)要求嚴(yán)苛而聞名造船界。船舶運(yùn)行過程中的動(dòng)載荷和晃蕩載荷對(duì)液貨艙（尤其是C型獨(dú)立液貨艙）的撞擊將影響LNG船液貨艙的安全運(yùn)行，設(shè)置防止流體沖擊結(jié)構(gòu)是解決這一問題的有效方法。因此，關(guān)于防止流體沖擊結(jié)構(gòu)的優(yōu)化研究，對(duì)C型獨(dú)立液貨艙的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及工程應(yīng)用具有現(xiàn)實(shí)意義。 首先，在充分考慮平面加速度橢圓和三維加速度橢球的情況下，分別探討了晃蕩載荷的二維處理方法和三維處理方法。并進(jìn)行了相關(guān)的工程計(jì)算。C型獨(dú)立液貨艙屬于臥式壓力容器，根據(jù)回轉(zhuǎn)薄殼的無力矩理論和有力矩理論，針對(duì)帶防流體沖擊結(jié)構(gòu)的液貨艙的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了應(yīng)力理論計(jì)算及分析。并結(jié)合工程實(shí)際設(shè)計(jì)參數(shù)做了相應(yīng)的應(yīng)力計(jì)算。 根據(jù)結(jié)構(gòu)參數(shù)，利用ANSYS軟件對(duì)LNG船C型獨(dú)立液貨艙防流體沖擊結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有限元數(shù)值模擬，得到了液貨艙防流體沖擊結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變分布圖，并根據(jù)理論計(jì)算結(jié)果對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行應(yīng)力評(píng)定。在充分分析模擬結(jié)果的基礎(chǔ)上，結(jié)合原防流體沖擊結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定了優(yōu)化項(xiàng)和優(yōu)化目標(biāo)，即減輕結(jié)構(gòu)重量和優(yōu)化結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布，以達(dá)到降低制造成本，提高結(jié)構(gòu)的安全可靠性的目的。 在滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，基于原半球形防流體沖擊部件和防波板形防流體沖擊部件，對(duì)防流體沖擊結(jié)構(gòu)進(jìn)行了兩大類共八種結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)化設(shè)計(jì)及模擬分析。通過對(duì)模擬結(jié)果的比對(duì)分析，確定了最優(yōu)結(jié)構(gòu)。得到了較為合理的C型獨(dú)立液貨艙防流體沖擊結(jié)構(gòu)。本文的研究方法和結(jié)果為液化天然氣船液貨艙載荷的計(jì)算提供了技術(shù)支持，為C型獨(dú)立液貨艙防流體沖擊結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供了相關(guān)參考。 【關(guān)鍵詞】：LNG運(yùn)輸船 晃蕩載荷 防流體沖擊結(jié)構(gòu) 優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：U674.133.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-24
• 1.1 研究背景10-12
• 1.2 液化天然氣船發(fā)展現(xiàn)況及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)12-20
• 1.2.1 液化天然氣船國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)況12-15
• 1.2.2 液化天然氣船結(jié)構(gòu)特點(diǎn)15-16
• 1.2.3 液化天然氣船液貨艙16-20
• 1.3 液貨艙防流體沖擊結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)20-22
• 1.3.1 晃蕩載荷的研究現(xiàn)狀20-21
• 1.3.2 液貨艙防流體沖擊結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)21-22
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容22-24
• 第二章 C型獨(dú)立液貨艙防流體沖擊結(jié)構(gòu)理論分析24-45
• 2.1 液貨艙防流體沖擊結(jié)構(gòu)載荷分析24-35
• 2.1.1 液化天然氣船液貨艙防流體沖擊結(jié)構(gòu)載荷類型24
• 2.1.2 液貨艙防流體沖擊結(jié)構(gòu)載荷特點(diǎn)24-26
• 2.1.3 C 型獨(dú)立液貨艙晃蕩載荷分析26-35
• 2.1.3.1 液貨艙內(nèi)部壓力與加速度分量26-28
• 2.1.3.2 二維加速度橢圓法對(duì)液貨艙內(nèi)部晃蕩載荷分析28-32
• 2.1.3.3 三維加速度橢球法對(duì)液貨艙內(nèi)部晃蕩載荷分析32
• 2.1.3.4 兩種處理方法實(shí)際計(jì)算運(yùn)用比較32-35
• 2.2 C 型獨(dú)立液貨艙防流體沖擊結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析35-42
• 2.2.1 C 型獨(dú)立液貨艙應(yīng)力理論分析35-39
• 2.2.2 C 型獨(dú)立液貨艙防流體沖擊結(jié)構(gòu)應(yīng)力計(jì)算39-42
• 2.2.2.1 液貨艙基本參數(shù)39-40
• 2.2.2.2 液貨艙防流體沖擊結(jié)構(gòu)應(yīng)力計(jì)算40-42
• 2.3 應(yīng)力強(qiáng)度評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)42-43
• 2.4 本章小結(jié)43-45
• 第三章 防流體沖擊結(jié)構(gòu)有限元分析45-56
• 3.1 防流體沖擊結(jié)構(gòu)模型建立45-46
• 3.1.1 建模軟件介紹45
• 3.1.2 防流體沖擊結(jié)構(gòu)建模45-46
• 3.2 防流體沖擊結(jié)構(gòu)有限元分析46-53
• 3.2.1 建立有限元分析模型46-48
• 3.2.2 模型網(wǎng)格劃分48-50
• 3.2.3 載荷及邊界條件的確定50-51
• 3.2.4 有限元數(shù)值模擬計(jì)算51-53
• 3.3 結(jié)構(gòu)應(yīng)力評(píng)定53-54
• 3.4 本章小結(jié)54-56
• 第四章 液貨艙防流體沖擊結(jié)構(gòu)優(yōu)化56-80
• 4.1 優(yōu)化思路56-57
• 4.2 防流體沖擊結(jié)構(gòu)優(yōu)化57-77
• 4.2.1 基于不同形式防流體沖擊結(jié)構(gòu)的優(yōu)化58-71
• 4.2.1.1 基于半球形防流體沖擊結(jié)構(gòu)的優(yōu)化58-62
• 4.2.1.2 基于平板形防流體沖擊結(jié)構(gòu)的優(yōu)化62-71
• 4.2.3 基于模型五的防流體沖擊結(jié)構(gòu)的優(yōu)化71-77
• 4.3 優(yōu)化結(jié)果分析77-78
• 4.4 本章小結(jié)78-80
• 第五章 結(jié)論與展望80-82
• 5.1 結(jié)論80-81
• 5.2 展望81-82
• 參考文獻(xiàn)82-87
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果87-88
• 致謝88-89
• 附件89

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“Stolt Innovation”油輪介紹    朱同列;

散化船檢驗(yàn)注意事項(xiàng)    邱建新

油船液貨艙透氣系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)有限元分析    盧金樹;吳宛青;

中小型LNG運(yùn)輸船設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究    時(shí)光志;盛蘇建;

化學(xué)品船不銹鋼液貨艙酸洗鈍化試驗(yàn)研究    薛國良;

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液化天然氣船液貨艙防流體沖擊結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究    談?wù)?/span>

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