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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:吳啟民
研究生(外文):Chi-Min Wu
論文名稱:端肘板鍵槽對連續艙口圍緣角隅強度之影響
論文名稱(外文):Effect of Keyslot at End Bracket of Continuous Hatch Coaming on Strength of Hatch Corner
指導教授:王偉輝王偉輝引用關係
指導教授(外文):Wei-Hui Wang
學位類別:碩士
校院名稱:國立海洋大學
系所名稱:系統工程暨造船學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:122
中文關鍵詞:應力集中端肘板鍵槽艙口角隅側圍緣有限元素法多巢薄樑理論
外文關鍵詞:stress concentrationend bracketkeyslothatch cornerside coamingFinite Element MethodMulti-cell thin-beam theory
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為獲得船級協會的認可,船舶之結構設計,必須符合協會所訂定的各項法規,而法規乃根據結構理論以及實際海上經驗來發展完成。對於設計者而言,設計必須滿足現實上的需求,所以除參考法規外,還必須利用其他的分析方法來支持其設計。近來由於電腦科技的進步與有限元素法的成熟,將兩者結合,對處理船體細部結構,將會是一套有效的分析工具。
由於船舶結構的複雜性,故進行分析時將分為兩階段進行。首先,先將整個船體視為若干大構件之組合,經計算後決定各構件之邊界位移及應力;爾後,再利用有限元素法針對船體細部結構進行大量的應力分析。藉此結果,可使結構設計者能快速方便的掌握其細部結構的應力反應。
本文針對具有大艙口之貨櫃船,船體受到波浪負荷時,對艙口角隅所發生的應力集中現象尋求有效的解決方法。針對此類應力集中問題,本文主要作法乃在艙口側圍緣上端肘板部分加以鍵槽,使角隅部分的應力分佈較為均勻,以利分散應力集中現象。另外,再嘗試改變開槽及肘板的形狀參數(鍵槽夾角、鍵槽寬、鍵槽長、鍵孔半徑、肘板上底、肘板下底、肘板厚度、趾端高、柔性半徑),期能有效降低局部區域的應力值。
分析結果顯示,採用端肘板鍵槽及改變主要形狀參數,如:高鍵槽夾角、肘板上底/肘板下底的無因次參數比值越小、肘板厚度/肘板下底的無因次參數比值越大;藉此能有效降低角隅的應力值,並有疏導應力集中的效果。

For the approval of the classification society, ship structure design should base on the rules regulated by the society. Rules are usually developed according to ship structure theory and marine experiences. Following the rules and using some analysis tools, this desire can be realized. Combining computing technology and Finite Element Method can be an effective method in dealing with the problems of ship structure analyses.
Owing to the complexity of ship’s structure, the analysis process can be divided into two phases. Firstly, the whole ship girder can be considered as a large thin-wall tubular structure, thus, the displacement and sectional forces can be determined by the thin-beam theory. Secondly, the details stress analysis can be conducted by Finite Element Model with very fine mesh to consider the local stress concentration phenomena. By this two-step analyses, the stress response can be computed more precisely for the designer.
In this paper, a container ship with large hatches in heavy wave loading is analyzed to resolve the problem of stress concentration at hatch corner. The measure to release stress concentration is to arrange a keyslot on the end bracket of the hatch side coaming. This way can make the stress distribution at the hatch corner structure more uniform and the stress will be dispersed. Besides , the shape factors of keyslot including orientation angle of keyslot, keyslot length, keyslot width, keyhole radius, dimension parameters of end bracket, etc. are selected and discussed how these parameters to reduce the local stress.
The results reveal that the stress concentration at the hatch corner can be reduced effectively by selecting high keyslot angle, small ratio of the upper length to lower length of the end bracket, and large ratio of end bracket thickness to the lower length of the end bracket.

致謝
中文摘要
英文摘要
目錄
圖目錄
表目錄
第一章 緒論
1.1前言
1.2研究動機與目的
1.3文獻回顧
1.4分析流程
1.5論文架構
第二章 大艙口船連續艙口圍緣角隅結構應力分析
2-1 概述
2-2 多巢薄樑理論
2-3 多巢薄樑之應力分析
2-3-1 多巢薄樑之彎應力分析
2-3-2 多巢薄樑之剪應力分析
2-3-3 多巢薄樑扭轉應力與變形分析
2-4 整船分段薄樑扭轉理論之解
2-4-1 結構理想化
2-4-2 數學模式
2-4-3 傳接矩陣法
2-4-4 邊界條件
2-4-5 解析步驟
2-5 船體於縱向強度分析時之負荷狀態設定程式簡介
2-5-1 勞氏法規介紹
2-5-2 薄樑理論於船體模型結構之數值解
第三章 船體結構分析
3-1 概述
3-2 整船分段之多巢薄樑模型分析
3-2-1 分析流程
3-3三維船段有限元素模型分析
3-3-1 三維船段有限元素模型的建立
3-3-2 邊界條件的設定
3-4 次模型有限元素分析
3-4-1 次模型的建立
3-5 實例分析
3-6 火柴型鍵槽機構
3-6-1 火柴型鍵槽機構與端肘版外型之參數配置
3-6-2 分析結果
第四章 分析結果與討論
4-1 概述
4-2 尋找具指標性意義的參數群
4-2-1 結果討論
4-3 應力比
4-3-1敏感度分析
4-3-2 結果討論
4-4 次模型區域應力集中現象分析
4-4-1 結果討論
4-5 次模型區應力分散程度分析
4-5-1 結果討論
第五章 結論與展望
5-1 結論
5-2 建議與未來展望
參考文獻
附錄A 翹曲相適基準
附錄B 邊界力與邊界位移之詳細數值
附錄C 次模型法

參考文獻
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