基于多梁模型的三体船波激响应

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近年来,随着人们对船舶的稳性、耐波性等性能的要求越来越高,三体船作为一种高性能新船型,正在引起人们极大的关注。由于其独特的船型、优良的性能及在主要技术性能方面的诸多优势,三体船必将在军用、民用市场有广阔的应用前景,甚至有人提出了“三体航母”的构想。与普通船舶一样,三体船在水中航行时,遭遇各种波浪载荷,也可能会产生有害振动。由于三体船本身结构和载荷的复杂性,其结构分析较单体船和双体船要复杂,对其研究设计工作还非常有限,国内外尚无相应的设计依据。本文介绍了双体船、多体船及M船型的特点,铁木辛柯梁理论以及迁移矩阵法。将铁木辛柯梁理论与迁移矩阵法相结合,运用到三体船水弹性分析中,总结出一个较为理想的分析多体船的方法。通过分析单个船体梁,利用迁移矩阵法将三个船体梁考虑成一个整体来求解,在干模态下分析振动问题,并将波浪力简化成节点力的形式,从而求得固有频率。通过对理论值与实验值的比较可知本文所考虑的思路及使用的方法在分析多体船耦合振动时较为理想,为多体船的进一步研究提出了一个好的思考方向。本文受到新船型的启发,根据以往对小水线面双体船的波浪载荷响应分析经验,设计一个小水线面三体船模型,对其进行波浪载荷的数值模拟分析。最后,运用有限元分析软件ANSYS对其受到的波浪载荷作用所产生的响应进行分析研究。为今后三体船在结构设计方面提供了参考。
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