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船舶与海洋工程结构极限强度分析论文

船舶的总体结构状态时一个非常复杂的过程。下面是我收集整理的船舶与海洋工程结构极限强度分析论文，希望对您有所帮助!

摘要： 当轮船受到外部冲击载荷时，轮船整体结构就会变形，当这个变形达到最大极限状态，这时的极限状态叫做极限弯矩。轮船整体构架承受全部抗击的最强能力是极限强度。本文对船舶结构极限强度。进行了分析和研究，提出了有限元分析方法进行强度和极限分析。

关键字： 极限强度，船舶，结构，船舶与海洋工程

随着科学技术的不断进步，轮船结构以及轮船使用的材料都有很大的进步。船体的整体结构和材料成为当今社会研究的主要对象。随着计算机技术的日益成熟，船体整体结构和承受的。屈服力都可以采用软件仿真来快速精确的计算。

1.引言

船体的整体结构和承受的能力是保证轮船安全的重要保障，它关系到轮船是否安全出航和安全返航。随着先进的设计技术的进步，计算机相关设计软件已经可以。设计整体结构和仿真测试船体的整体结构。分析船体结构和整体强度是一个复杂的非线性过程，必须进行合理的划分，采用好的分析方法才能得出精确的数值。新材料的不断出现使船体材料耗费变的越来越经济合理，同时船体结构屈服强度也变的越来越理想。

在分析船舶整体结构变形和极限强度的时候，我们所研究的绝大多数问题都是属于线性的微弱形变问题。在微弱整体的结构中，位移和应变可以被线性化，等效于正比关系。但是，在实际中，不规则物体所受的应力和应变都不是线性的，常见的有悬臂梁的弯曲，U形梁的变形等等。

2.总体结构状态

船舶的总体结构状态时一个非常复杂的过程。总体结构的崩溃在过去几年是一个非常普遍的现象，它是船体结构所受冲击超过了材料本身的极限，这时候支撑梁不能够支撑船体整体结构。以上情况不足为奇，在飞机和潜艇外体上也经常出现类似情况。目前，中国的船体分析技术的研究还处于起步阶段，与国外发达国家。先进水平仍有很大的差距。为了进一步研究分析，我国投入资金和人力，在实际工程中，建立一个比较完善的船体分析系统，包括原动机转速控制系统，同步船体结构系统，轮船控制系统管理相关技术的研究，实验研究了一系列模拟各种恶劣的条件下，容易控制船体结构的一些关键技术，并做了可行性分析。船舶具有非常重要的作用，特别是对船体分。析屈服强度的分析，轮船安全可谓海军舰艇的生命线。动力和结构形成一个整体轮船系统，为船体结构极限强度分析的发展。指明了方向。

3.极限强度分析法

如何分析船舶结构的极限强度是一个复杂而且非常有意义的过程。分析这种复杂的船体结构没有一种比较准确的分析方法。在分析极限强度的时候，我们通常采用复杂问题简单化，采用线性和非线性结合的方法，有限元和边界元分析相结合的方法。

3.1逐步破坏分析法

上世纪末，美国物理学家的在基于对悬臂梁、加筋板在轴向压缩载荷作用下结构失效问题的研究成果中提出了逐步破坏的分析方法。船体结构破坏不是一个迅速变化的过程，是一个一步一步的程序，同时也不会一下子超过屈服极限，随着应力的增大逐渐的增大的逐渐破坏。在进行破坏分析的时候，首先建立屈服应力和位移的曲线关系。

3.2非线性分析法

分线性分析方法必须。对船体分析采用模块化分析，必须充分考虑如何进行分段，分段之后逐个段进行非线性分析。在这个工程中，一个段的结构有自己的不同，针对不同结构进行线性化分析和非线性化分析。每个分段包含一个骨架间距内的所有主要构件，选择或者利用发生崩溃概率最大的情况进行分析的原则，对所承受的分段骨架进行全面的分析和仿真。这种分析方法需要对每一段进行模型建立，然后一个模型模型的分析。船体总体结构的弯曲和抗屈服能力不同导致分析结果不同。

3.3有限元分析法

有限元分析方法是结构分析的简单方法，它能把复杂问题简单化，分析整体结构的节点和网格。在进行有限元分析的时候，通常对船体结构进行网格划分，然后进行网格施加约束，在均匀网格上施加可变的。激励，观察整体结构的响应。采用这种方法能模拟船体的边界条件和整体约束。有限元分析方法综合考虑。船体的形状和材料的'不同，通过不同载荷的约束，我们可以分析出结构极限(包括最大应力，最大屈服极限)。最近几年，有限元分析方法被应用在船舶整体分析和部分结构分析的案例非常多。这种分析方法有两个个缺点。一是。不能很好的模拟真实环境，不能考虑周围环境对整体结构形变的影响。第二对于结构复杂的构件，有限元分析方法对于复杂的结构不太实用，设置相关算法时间太长，不能在有效的时间完成任务。这种分析方法的优点有以下几个方面：

(1)对船体建模方式直观明了。在分析结构的时候可以采用线性划分和非线性划分网格。采用相关软件完全可以分析所有动态结构的模型和仿真。利用有限元分析模块的可视化建模窗口，动态结构的框图和模型可迅速地建立和仿真研究。用户需要选择元件库(对应的子模块程序模块)中选出比较合适的模块，然后并改变需要的形式，拖放到新建的建模窗口，鼠标点击或者画线连接都可以搭建非常可观的结构模型。他的标准库拥有的模块远远大于一百五十多种，可用于搭建和仿真各种不同的、种类变化的动态结构。模块包。括输入信号源子模块、动力学元件子模块、代数函数和非线性函数子模块、数据显示子模块模块等。模块可以被设定为触发端口和使能的端口，能用于模拟大模型结构中存在条件作用的子模型的行为。

(2)可以构建动态结构模型。可动结构的模型可以修改并进行仿真。有限元分析还可以作为一种图形化的、数字的仿真工具，用于对动态结构模型建立和操作改变规律的研究制定。

(3) 模块元件与用户代码的增添和定制。已有模块的图标都可以被用户修改，对话框的重新设定。用户完全可以把自己编写的C代码、FORTRAN代码、Ada代码直接植入模型中，此外模块库和库函数都。是可定制的，扩展以包容用户自定义的结构环节模块。。

(4)设计船舶结构模型的快速、准确。他拥有优秀的积分和微分算法，这样给非线性结构仿真带来了极大的方便，同时也带来了相对较高的计算精度。可以选择比较先进的常微分方程求解器和偏微分方程求解器，还可用于求解力学刚性的和非刚性的结构，还可以求解具有事件触发的逻辑结构，求解或不连续状态变量的结构和具有代数环和参数环的结构。软件的求解器可以确保连续结构或离散结构的仿真高速、准确的进行。

(5)复杂结构可以分层次地表达。根据个人需要，若干子结构可以由各种模块组织。按照自顶向下(从元器件到结构)或自底向上(从实现的每一个细节到整体结构)的方式搭建整个结构模型。这种分级建模能力能够使得代码丰富的、体积庞大的、结构非常复杂的模型可以简便易于行动的构建。结构子模型的层次数量和子子模块的分层次数量完全取决于所搭建的结构，软件本身不会限制到搭建的模型。有限元还提供了模型和子。模块结构浏览的功能。这样更加方便了大型复杂结构结构的操作。

(6) 仿真分析的交互式。该软件显示的示波器可以图形显示和动画的形式显示出来，数据也可以动作的形式显示，What-if分析运行中可调整参数模型进行，监视仿真结果能够在仿真运算进行时。可帮助用户不同的算法可以快速评估，进行参数优化这种交互式的特征。

由于有限元模块是全部融合于有限元，一次在有限元模块下所有的计算的结果都完全可保存到有限元软的工作空间中，因而就能使用有限元所具有的众多分析、可视化及工具箱工具操作数据。

4.船舶在军事上的发展状况

在军事上的应用：在上世纪90年代，以美国为首的国家海军大力发展海军轮船性能优化，整体结构和性能得到优化。于93年提出了水面舰艇先进机械项目计划(提前海洋表面计划ASMP)。

美国的目的是建立一个国家的最先进的舰艇推进系统，能够实现远程作战和抗高撞击的能力。美国海军采用先进的智能设备，同时采用电气控制和机械控制系统。在同一时间满足指定的性能，在分析极限强度上加大了投资，军用船舶的其他方面投资也有显着的减少。随着ASMP计划进一步研究，权力一体化“和”模块化“的方法来研究船舶电力发电、运输、转化、分配。利用共享设置海军的推进装置用电、日常的用电。各种武器装备输电发电和配电系统构成的综合电力系统，美国海军相当重视电力在船舰上的应用。

我国海军在研究这方面也不逊色，国内有先进设计理论和分析方法。对船舶承载能力和撞击能力做过实验分析。

5.总结

本文介绍了船舶结构极限分析的三种不同的方法，并进行了对比分析，最后得出结论：有限元分析方法耗时比较长，但是能够很高的分析和仿真船舶结构极限。

参考文献

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不断增加的世界商船总吨位、数量，给日益严峻的海洋环境质量带来了越来越多的来自船舶污染的压力。这是我为大家整理的船舶防污染技术论文，仅供参考!船舶防污染技术论文篇一 船舶防污染 措施 【摘要】交通运输方式中海运呈最强势，承担着80%以上的国际贸易货物运输，但不断增加的世界商船总吨位、数量，给日益严峻的海洋环境质量带来了越来越多的来自船舶污染的压力。鉴于此，处理船舶排污，防止船舶污染环境，采取各种行之有效的措施，严格监控船舶对海洋环境的污染势在必行，以让船舶安全、有效地航行在清洁的海洋上，促进人类社会可持续发展战略的实现。 【关键词】船舶污染;海洋环保;船舶管理;环保措施 中图分类号：x55 文献标识码：A 文章 编号：1006-0278(2015)05-110-01 一、船舶污染 (一)船舶污染防护意义 随着经济和科技的迅猛发展，人类活动的开发领域逐渐从陆地向海洋延伸，深刻影响着海洋环境。同其他人类活动一样，船舶在通常的营运过程中，也不可避免地直接或间接把一些物质或能量引入海洋环境，以至于产生损害生物资源、危机人类健康、妨碍包括渔业在内的各种海洋活动、破坏海水的使用素质和舒适程度的有害影响，即造成海洋环境污染。 (二)造成船舶污染的原因 按照事故发生的原因，船舶海洋污染可分为操作性污染和事故性污染。操作性污染是指船舶营运过程中，航运人员有意或无意地违章排放引起的污染;事故性污染主要是指碰撞、搁浅、火灾或者爆炸等海上交通事故所致的污染。前者发生的概率远远高于后者，但因事故性污染发生的地点集中、溢漏量较大，往往造成更大的损失。操作性污染因其对海洋环境的直接经济损失和社会影响远没有事故性污染大，往往得不到重视，但是其对海洋环境的潜在威胁是不可忽视的。另外，船舶防污染设备故障，如处理油污水的油水分离器，处理残油、油泥、油抹布及其他可燃物的焚烧炉，处理生活污水的生活污水处理装置等设备管理不善，出现故障或配件不足无法 修理 等原因，无法处理船上污染物而船舶污水舱、残油柜、集污舱容量有限，又无法留存在船，只能排放入海，造成了对海洋环境的污染。 (三)船舶海洋污染分类 船舶海洋污染可以分为油类污染、有毒液体污染、包装有害物质污染、生活污水污染、垃圾污染、大气污染、噪声污染、其他有害物质污染等，其中油类污染最为严重。油船的溢油及各类引擎油、机械油及油脂等，特别是油船洗舱的残渣及油水混合物，混有油类的压舱水、洗舱水等，都是船舶通常向海中排放的污染物。船舶油污染是海洋环境污染的重要根源之一，对海洋环境构成巨大的威胁。油类系指船舶装载的货油和船舶在运营中使用的油品，包括原油、燃料油、润滑油、油泥、油渣和石油炼制品在内的任何形式的石油和油性混合物。船舶油类污染可以分成船舶油污水(压舱水、洗舱水、舱底水、舱底残油、)和船舶溢油两类污染。 二、船舶防污染措施 (一)国际船舶规范新标准 水体污染、保护海洋环境是全球性的重要课题，备受国际社会关注。目前在我国，愈来愈多的新技术被应用于防治水体污染，标志着我国在应 对联 合国框架下的国际公约时，采取了更加积极的态度。 (二)船舶防污染管理 我国应对中国籍船舶的相关防污染证书进行换发，并按照有关通函的要求，对外国籍船舶的相关防污染证书换发情况加强监督管理;尽快出版符合附则I和附则II的2004年修正案要求的新版文书模版，替代旧版证书，收集整理相关通函，尽快对相关内容进行编译、出版;按照修正后的最新规定及时调整监督管理政策、方式。 (三)开发“绿色”船舶 所谓“绿色”船舶是指对环境无害、在正常营运期间不污染海域或空气的船舶，万一发生意外事故，尤其是发生搁浅或碰撞时，此船具有内在的防止有害物泄漏的能力。它必须符合所有使用标准，即不仅在船舶的整个营运期限内，而且在船舶建造和最终拆船时都要符合有关标准的要求。开发“绿色”船舶的目的是控制起源于船舶的大气和海域污染。挪威从1993年3月开始着手研究“绿色”船舶开发程序，涉及许多领域，最重要的是控制海上污染、大气污染和人为故障。“绿色”船舶开发程序由挪威皇家科学和技术研究理事会与挪威海运业共同合作开发，有许多公司参加了这个程序的开发，包括船东、设备商、挪威船级社、国家污染控制机构、挪威船东协会等等。 (四)规范航运企业内部管理，加强船舶安全检查 ISM规则指出，人为因素中约有80%可以通过有效的管理加以控制，即通过强化公司的内部管理和船舶的安全管理加以控制。目前存在的相当数量的小公司管理极不规范，漏洞很多，是导致船舶海洋污染的主要原因。整合小企业，规范航运企业内部管理，使其从传统管理向现代管理、从 经验 管理向科学管理、从静态管理向动态管理转变，最大限度地避免和减少人为因素的影响，是防治船舶海洋污染的有效途径。加强船舶安全检查，杜绝不适航船舶开航是重中之重，船舶不适航，乃至在航行中因触礁、碰撞、搁浅、沉没、失火等意外事故，使货油舱、燃油舱柜破损，将会对海域造成重大污染事故。 (五)建设和完善海事溢油鉴定体系，威慑溢油肇事者，建立和完善油污损害赔偿制度 溢油鉴定作为油污事故调查的重要手段之一，其鉴定结论是海事行政执法的合法证据。目前，油指纹鉴定广泛应用于溢油污染事故调查处理中，是确定船舶溢油事故污染源的重要的科技手段之一，同时也为事故的进一步处理和索赔，提供了合法有力的证据支持。另一方而，海事局要加强港区、铺地等海域的巡逻，严密监视港区和铺地水域污染情况，发动码头工人及有关单位工作人员，积极举报发生污染的船舶，让更多的人来关心海洋环境保护，努力将突发性海域污染事故的损失降到最低限度。对于违章操作带来严重污染或是屡教不改的船舶，应对其采取严厉处罚措施。 (六)建立和完善的船舶海洋污染防治法规体系 我国船舶防污染法规体系的建设可以上溯到20世纪70年代，现己基本上包括法律、行政法规、部门规章、规范性文件以及我国加入的国际公约等五个层级，但缺少专项的船舶海洋污染防治基本法律，一般是根据污染种类在各相关法律中有关船舶污染的条款，内容上相互不协调，不统一。 参考文献： [1]王德才，曾令泉.论防治污染海洋环境[J]中国水运(学术版)，2006(6). [2]王涌，芮震峰，张志强海洋环境保护与船舶海洋污染防治[J]世界海运，2008(31). 船舶防污染技术论文篇二 船舶停泊安全与防污染管理 摘要:经济危机影响下很多船只被迫停业，进行抛锚停泊，本文就从国际和国内的法律法规出发，发现停业船舶停泊安全与防污染管理中存在的问题，并提出相应的解决这些问题的方案和 方法 。尽最大可能的确保船舶的停靠期间，周边水域的安全与环境不受污染，而且船只能够安全停泊，使得船东的利益又不会受到一点损害。让海运事业能够营造出和谐发展的良好氛围。 关键词: 防污染;国际公约;停业船舶;停泊 Abstract: the economic crisis under the influence of the many ships forced to either go out of business, the anchor, and this paper from the international and domestic laws and regulations set out, find out the safety and pollution prevention ships anchor the problems existing in the management, and puts forward some solutions to these problems scheme and methods. To ensure the best possible during the ship docked, the surrounding waters of safety and environment from pollution, and ships can be safely to anchor, makes the interests of the owners and will not be a little damage. Let the shipping business can build a harmonious development good atmosphere. Keywords: pollution prevention; International convention; Business for shipping; anchor 中图分类号：X501文献标识码：A文章编号： 2008年全球经济危机爆发，全球的航运事业受到了巨大的打击。浙江、广东沿海一带海港及，我国广西贵港、广东佛山等内河水域也停泊了大量的停业船舶。很多船舶被迫停业，停泊在码头，这样就带来了一系列的影响。船舶的抛锚、船舶配员、船舶维护保养、对通航环境的影响等这些因素都给码头的正常运行带来了一定的麻烦，所以针对此类长期停泊船舶的停泊安全与防污染管理的问题，怎么样才能确保船舶停业期间能够安全停泊而且不会对周围环境造成污染，就成为了各个地方的海事局的迫在眉睫的问题了。 1、船舶在停泊过程中所面临的难点 首先在船舶停泊期间，船不经营，没有收入，那么船舶运输的企业肯定资金就会出现短缺，那么它必然会想进办法降低成本。在设备设施配备、船员配备、保养等方面必定会不按规定去执行。要么没有值班人员，要么就是不能正确抛锚，假如发现危险或者事故不能及时应对，对付火灾和台风能力都有限，这样就大大加大了事故的安全隐患，对通航水域安全、海洋环境保护等方面也会带来不可避免的影响。所以停业船舶停泊后的安全问题和与防污染管理，涉及到环境污染保护、水域环境、船舶安全等很多方面。《联合国海洋法公约》就对对船舶停泊安全与防污染管理问题各方的义务和权力作了规定，本文将结合我国的实际情况去浅谈如何很好地落实安全与防污染，如何建立完善的法律法规。 而且国内和国际的法律法规都是针对正常的营运船舶，以前没有出现过因为经济危机而导致船舶停业的现象，所以相应的规范标准在国内外都是空白，虽然有一些这方面的探讨，但是还只是停留在理论的浅层次上的。然而国家立法程序复杂且周期较长，立法周期经常是1-3年，而目前停业船舶的锚泊现状越来越严峻，这时候法律监管的脱节已经不可避免。 2、解决船舶停泊安全与防污染管理的具体方案和思路 (1)完善法律法规 国际公约只是公约均仅适用于国际航行船舶，对配员、设备、操作等方面提出了严格的安全与防污染技术要求，但是，对于停业停泊没有具体的要求，只是针对航行与临时停泊、等待泊位期间，但是对船舶停业停泊后的管理，包括水域环境、环境污染保护、船舶安全和保安等相关事项，没有具体的规定，所以有关的监管部门需对此方面的法规尽早地作出相应的补充。暂时没有法律可依据，监管部门可以根据实际情况，先酌情处理。 (2)采取措施，降低船舶公司成本 参考国外的经验，目前可采取的措施。停航船舶经过注册之后可以不用定期检查，也不用配备全额船员，降低船舶在本国的注册费用。但是，停业船舶必须遵守最低安全和污染预防的要求，同时还不能侵占正常运行的航道，否则就会存在安全隐患，发生撞船或者交通阻塞。监管部门可以船舶技术状况、水域环境、气象条件等方面给停泊船只指定/划定水域。只要船东想要再次使用船只的时候，船东只要提供一个由认可组织(RO)检查，涉及防治污染保护海洋、安全，并且能够严格遵守所在国以及国际的法律法规，经过认证后船东就可以很快地再次启用自己的船只。对于停业船舶的证书或者资料等方面的要求要根据当时的现实情况，可以做出一定的让步，不需按照正常航行及营运的船舶的标准。在港口国检查、船旗国检查等方面也可以做出一定的豁免，但是对于停业船舶的某些关键性设备，如主机等，仍需按照一定周期进行维护，以保证这些关键的设备能正常运行。 (3)船舶配员和设备设施方面的改进 在船舶停泊期间，不但要遵守相应的法律和法规，还要充分考虑停业船舶停泊安全与防污染管理。至少应配备足以让船舶安全移泊的船员，值守船员必须合格，具备相应的业务素质，保持锚泊、系泊、船舶应急值班。一旦发生突发事件、紧急状况，能够及时处理，保证水上交通安全。在停泊期间，可以对设备的基本性能要求可以稍微降低，例如、“操舵装置”“主推进装置及为其服务的辅助设备”、 “信号航行设备”、“电气装置”、“锚泊与系泊设备”、 “应急设备器材(消防、救生等)”和“无线电设备”等设备方面。 (4)监管当局应采取的措施 对于船舶停泊安全与防污染管理，不仅仅只是针对本国籍船舶，还有很多的外国籍的船舶也停靠在我国的码头上，如果监管不当也会对我国环境污染保护、水域环境、船舶安全等很多方面造成危害，而且我们也有义务和责任去更好地保护海上安全与环境。监管部门可以利用各种先进设备和技术加强对停业船舶的监控，在日常监管中假如发现问题的时候，能够及时解决。切实保证必要时能为船舶安全与环境保护提供力所能及的帮助。国家有关部门应加大对防污和安全法律法规的宣传力度，广泛地深入地开展宣传 教育 工作，做好保护水域环境的宣传教育工作;在各船舶上设防污和安全停泊警示牌或者固定 标语 等进行重点宣传，以提高广大船员保护水域环境的自觉性。 (5)停泊期间的防污处理 国家有关部门可以在各码头设置垃圾回收箱，各船舶应可以把船上的垃圾集中起来，倒入 垃圾箱里面。应向油轮舱内充入惰性气体并采取一系列防火防爆措施，减少船舶失事后 的溢油的可能性，确保航行安全;还可以在油码头应设置专门的污油水处理场，及时就地处理油轮的压舱水和洗舱水。 结论 本文研究停业船舶的目的，就是在履行国际公约前提下，能够确保船舶安全与防污染，同时又能考虑到船东的切身利益，给予其帮助。总之，船舶设备不但要不对船舶、人员和周围环境造成伤害或构成威胁，同时还要兼顾船舶最低费用支出的要求。 参考文献 [1] 宋家慧.船舶污染海洋环境 “防、救、赔”系统工程的研究 [J].中国航海，2009，(2). 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