8 530 TEU大型集装箱船船中货舱区舱口角隅疲劳强度校核

集装箱船货舱区舱口角隅疲劳强度校核是集装箱船强度分析的重要内容之一,该文选择沪东中华造船(集团)有限公司即将建造的8 530 TEU集装箱船船中No.5货舱区Fr181处角隅作为疲劳强度分析对象.基于设计波法,选择全球航行海域波浪散布图进行波浪诱导载荷长期预报,获得四种典型的波浪载荷参数,然后在一个波浪循环内每隔30°取一相位,计算了其中三种最典型波浪载荷工况下上甲板角隅边缘和舱口围板角隅边缘的热点应力,确定最大应力范围及其位置,最后基于S-N曲线法进行疲劳强度校核.     

大型集装箱船舱口角隅高低周复合疲劳寿命预报方法研究

大型集装箱船遭遇高海况时，舱口角隅处应力水平可能接近甚至超过材料屈服极限，因此循环极端载荷作用下的舱口角隅疲劳损伤可视为高低周复合疲劳问题。本文采用一种高低周复合疲劳寿命预报模型对某大型集装箱船的舱口角隅进行疲劳寿命预报。首先建立全船有限元模型和水动力模型，给出不同浪向角及波浪频率下舱口角隅节点的热点应力传递函数，然后采用北大西洋波浪散布图得到节点的应力范围，对其中超过80%屈服应力的海况，通过Neuber公式求出角隅节点的弹塑性循环应力应变幅，最后采用复合疲劳模型计算得到舱口角隅的高低周复合疲劳寿命。与采用谱分析方法预报的疲劳寿命进行对比后的结果显示，高海况导致舱口角隅发生的低周疲劳损伤不可忽略，应采用高低周复合疲劳评估方法对其进行寿命预报。本文工作可为船体结构疲劳寿命的准确预报提供参考。     

基于波浪载荷直接计算的集装箱船全船结构强度分析

采用水动力计算软件SESAM对1艘1 036 TEU集装箱船进行波浪载荷长期预报,按照CCS《钢质海船入级规范(2018)》对该船进行全船结构强度有限元分析,结果表明,该集装箱船的弯扭组合强度问题比总纵弯曲强度问题更为严重,并且在货舱舱口角隅和双舷侧内的水平肘板处存在高应力区域,这类船舶的结构设计过程中应重视这类结构问题。     

多用途船甲板舱口角隅疲劳强度分析

以5 000 DWT多用途船为例,按照中国船级社《集装箱船结构强度直接计算指南》对多用途船的甲板舱口角隅局部结构进行了疲劳强度评估。基于设计波法对多用途船的载荷进行长期预报并确定设计波参数,利用有限元软件MSC.Patran建立了有限元模型,对12个设计波下的有限元模型进行了分析。计算结果表明,本方法对多用途船大开口甲板舱口角隅处的结构设计具有一定的实用意义和参考价值。     

滚装船的弯扭强度全船有限元分析

由于滚装船有着不同于常规船舶的结构特点,有必要对其进行全船弯扭强度精确计算.本文以一艘1万吨级的滚装船为研究对象,应用DNV的SESAM软件建立全船有限元模型,并进行波浪随机载荷的长期预报,然后在此基础上导出设计波参数组,最后在全船有限元模型上计算了船体结构在各设计波上的应力分布和变形结果.通过全船模型的有限元计算,获得了该船结构强度的详细信息.对滚装船的设计和强度分析有一定的参考价值.     

船舶折角型节点的疲劳裂纹扩展计算

文章以船舶折角型节点为研究对象,运用有限元软件WALCS和PATRAN分别预报某船的水动力响应和结构热点应力响应.为避免计算表面裂纹应力强度因子时需要在PATRAN有限元模型中疲劳热点区域采用体单元建模,文中提出了一种计算波浪载荷下船海结构物三维表面裂纹应力强度因子而无需在PATRAN中建立体模型的方法,并通过与广泛认可的经验公式对比验证其精度.将此方法应用于该船船舯底边舱折角处表面裂纹应力强度因子计算,计算并总结出波浪载荷下该类节点处表面裂纹应力强度因子的无量纲计算经验公式.应用一种基于谱分析构建结构疲劳载荷谱的方法,结合单一曲线模型对该节点进行裂纹扩展计算.计算结果表明:该船船舯底边舱折角疲劳寿命不满足设计要求,建议对节点进行改进.     

船舶折角型节点的疲劳裂纹扩展计算（英文）

文章以船舶折角型节点为研究对象,运用有限元软件WALCS和PATRAN分别预报某船的水动力响应和结构热点应力响应。为避免计算表面裂纹应力强度因子时需要在PATRAN有限元模型中疲劳热点区域采用体单元建模,文中提出了一种计算波浪载荷下船海结构物三维表面裂纹应力强度因子而无需在PATRAN中建立体模型的方法,并通过与广泛认可的经验公式对比验证其精度。将此方法应用于该船船舯底边舱折角处表面裂纹应力强度因子计算,计算并总结出波浪载荷下该类节点处表面裂纹应力强度因子的无量纲计算经验公式。应用一种基于谱分析构建结构疲劳载荷谱的方法,结合单一曲线模型对该节点进行裂纹扩展计算。计算结果表明:该船船舯底边舱折角疲劳寿命不满足设计要求,建议对节点进行改进。     

大开口船波浪载荷长期预报和弯扭强度整船有限元分析

大开口船全船弯扭联合变形与应力的精确计算，必须在整船结构模型上完成。本文以一艘5万吨级大开口船为例，用三维流体动力计算程序进行了波浪随机载荷的长期预报，并在此基础上导出设计波参数组，进而在全船整体结构有限元模型上计算了船体结构在各设计波上的应力分布，并采用嵌入精细舱口角区有限元网络的方法，在整船分析的同时计算出舱口角的应力集中值，获得了船体结构强度的详尽信息。文中阐述了波浪载荷的特点，设计波的确定，浮体完整结构计算的惯性平衡及大开口船的全船计算方法。     

滚装船的弯扭强度全船有限元分析

由于滚装船有着不同于常规船舶的结构特点，有必要对其进行全船弯扭强度精确计算。本文以一艘1万吨级的滚装船为研究对象，应用DNV的SESAM软件建立全船有限元模型，并进行波浪随机载荷的长期预报，然后在此基础上导出设计波参数组，最后在全船有限元模型上计算了船体结构在各设计波上的应力分布和变形结果。通过全船模型的有限元计算，获得了该船结构强度的详细信息。对滚装船的设计和强度分析有一定的参考价值。     

大型集装箱船在斜浪工况下的扭矩特征研究及结构强度分析

随着大型集装箱船的发展,针对斜浪条件下扭矩载荷特性及其结构强度的分析研究日益重要.本文采用选定的某大型集装箱船开展动态载荷(DLA)分析,建立了水动力湿表面计算模型和质量模型,研究基于扭矩传递函数和主要载荷控制参数的斜浪设计波参数确定方法,分析超越概率水平对扭矩载荷计算结果的影响.考虑典型斜浪参数和超越概率水平,分析对比DLA扭矩与船舶规范(ABS和HCSR)扭矩的差异及原因,提出集装箱船扭矩载荷计算与应用的建议.在此基础上,选定3个斜浪计算工况(45°,60°和75°)开展结构强度分析,通过分析应力计算云图,研究扭矩载荷下船体结构响应的关键位置及其应力趋势.该研究可为大型集装箱船结构设计过程中船体梁扭转强度计算、舱口角隅设计、抗扭箱强度评估等方面提供有益的参考.     

1700TEU集装箱船甲板舱口角隅疲劳强度评估

在消化吸收德国劳氏船级社（GL）规范的基础上，对沪东造船厂建造的1700TEU集装箱船大开口甲板舱口角隅进行了疲劳强度分析和评估，并讨论了主要参数对采用简化疲劳强度评估方法所得到的评估结果的影响。计算结果表明，该方法对集装箱船大开口甲板舱口角隅处的结构设计具有一定的实用意义和参考价值。     

顶级巴拿马型集装箱船总强度的前期研究

该文根据顶级巴拿马型集装箱船的特征，针对4600TEU巴拿马型集装箱船中剖面构件的设计结果，讨论了压载到港时不同配载状况对静水弯矩的影响，分析了船体的纵向弯曲强度和总强度。     

不同工况对克令吊舱口角隅应力的影响

利用MSC Patran和MSC Nastran软件对3 750 TEU集装箱船舱口角隅进行结构强度有限元细化分析,主要研究了克令吊在5种危险工况作用下,舱口角隅的应力集中问题,为舱口角隅疲劳分析提供了计算依据。     

基于设计波的载重3600t干货船结构强度直接计算分析

为准确评估超规范的载重3600t大通舱干货船的弯扭强度及变形水平,采取全船水动力分析及全船有限元直接计算的方法,对各工况下的主要载荷参数进行长期预报,推导出对应等效设计波各参数。根据等效设计波求出各工况全船所受的波浪诱导动载荷,施加到全船有限元模型上,进而对船体弯扭强度及变形水平进行评估。比较了单舱船及货舱中部设一道横舱壁的两舱船,得出单舱船屈曲强度不足的结论,并提出改善屈曲强度的方案。     

Design safety margin of a 10,000 TEU container ship through ultimate hull girder load combination analysis

Assessment of the ultimate longitudinal strength of hull girders under combined waveloads can be of particular importance especially for ships with large deck openings and low torsional rigidity. In such cases the horizontal and torsional moments may approach or exceed the vertical bending moment when a vessel progresses in oblique seas. This paper presents a direct calculation methodology for the evaluation of the ultimate strength of a 10,000 TEU container ship by considering the combined effects of structural non-linearities and steady state wave induced dynamic loads on a mid ship section cargo hold. The strength is evaluated deterministically using non-linear nite element analysis. The design extreme values of principal global wave-induced load components and their combinations in irregular seaways are predicted using a cross-spectral method together with short-term and long-term statistical formulations. Consequently, the margin of safety between the ultimate capacity and the maximum expected moment is established.     

8530TEU集装箱船舱口盖局部结构疲劳分析

对集装箱船舱口盖的局部结构疲劳载荷计算进行分析,基于S-N曲线提出疲劳寿命的分析方法,并对某8530TEU集装箱船的典型舱口盖结构进行计算,根据结果对结构作有益的改进。     

考虑惯性载荷的多用途船舱口盖强度分析

根据RINA船级社规范中关于舱口盖强度的要求,对某54500DWT多用途船的货舱舱口盖进行了强度校核.使用大型通用有限元软件MSC/Patran建立舱口盖结构有限元模型,计算迎浪和横浪状态下的集装箱惯性载荷以及风雨载荷,得到在这些载荷作用下的舱口盖应力分布情况,并利用CCS_tools工具对屈曲强度进行校核.最后提出了结构改进方案,讨论惯性载荷对舱口盖强度的影响。     

万箱级超大型集装箱船结构设计

以708研究所开发的万箱级超大型集装箱船为依托平台,简要介绍了超大型集装箱船的结构关键技术设计,如典型中剖面的设计和优化、波浪载荷预报、全船有限元扭转强度分析、振动和噪声分析等,希冀为超大型集装箱船的实船设计提供参考。     

薄膜型LNG船全船结构屈服和疲劳强度分析

以某薄膜型液化天然气（Liquefied Natural Gas，LNG）船的结构设计为例，开展全船屈服强度校核和基于精细网格的有限元疲劳强度分析。针对5种典型装载状态，基于美国船级社（American Bureau of Shipping，ABS）全船强度直接计算指南，采用ABS-DLA/SFA系列软件，用三维波浪载荷预报程序对波浪随机载荷进行长期预报。基于预报结果，针对每种装载状态计算15个设计波参数组，求解全船结构在各载荷组合工况下的应力分布，继而完成屈服强度校核。以甲板机械室与穹顶甲板相交处的关键节点区域的节点设计为例开展细网格局部强度分析，并通过各种改进设计解决应力集中问题。针对2种常用典型操作装载状态及营运于北大西洋海区疲劳寿命满足40a的要求，基于ABS全船疲劳强度直接计算指南计算2个典型细化位置热点应力传递函数，通过谱分析得到疲劳累积损伤和疲劳寿命，完成疲劳强度校核。采用的全船强度和疲劳分析方法和思路适用于其他超大型船舶的结构分析。     

On board measurement of stresses and deflections of a Post-Panamax containership and its feedback to rational design

One of the most important points in structural design of containerships is the strength of hatch corners. Formerly, hatch corners used to be assessed by combining the component induced by hull girder vertical bending and the component induced by hull girder torsion. In the design of new generation containerships without deck girders, the effect of cross deck fore-aft deflection has also become prominent.Another point is the impact of structural displacement on the deck fittings. About new generation ships, large fore-aft deflection of cross decks raised the new problem of interference of hatch covers, lashing bridges and other deck fittings.To cope with such problems, comprehensive analysis has been carried out during the design stage of a Post-Panamax containership. In parallel with this analysis, on-board measurement had been conducted for 3 years after delivery, in order to confirm wide varieties of structural reaction of a large container ship in seaways. Procedure to derive components of stress and deformations from selected measurement points was developed, and actual values were calculated based on actual measurement.From long-term prediction of each component, it was found that design assumption was in general appropriate. However, regarding the fore-aft deflection of cross deck strip, actual stack load is generally much smaller than the design value, and the resulting predicted extreme value was much smaller than design assumption. This factor should be taken into account in the design stage.Regarding the correlation between hull girder vertical bending and fore-aft deflection of cross deck strip, design assumption of full combination is too conservative. From the measurement, no explicit correlation was observed. Regarding the correlation between hull girder vertical bending and wave induced torsion, design assumption of no correlation was appropriate. From these results, new formulae to combine these three deflection modes were proposed.Whipping was observed in the measured data, indicating that more careful attention should be paid to avoid large stress concentration in deck area to enhance fatigue strength.