双壳化学品船温度场及其热应力分析

以3800DWT化学品船为研究对象,基于ANSYS有限元软件,研究了该船的船体结构稳态温度场及其热应力.在文中,首先建立了化学品船舱段结构温度场及热应力分析的三维有限元分析模型,计算了满载工况下液货舱的温度场,在此基础上对船体结构进行了结构应力评估,最后比较了装载不同温度液货时船体的热应力.     

基于温度场和共同规范的船体结构强度分析

总结船体结构热应力的计算方法,基于热平衡理论研究某灵便型油船装货温度80 ℃时的温度场。计算基于内底板设计的许用货物密度。计算强框的屈服和屈曲强度。计算结果显示,叠加协调共同结构规范（Harmonized Common Structural Rules,HCSR）载荷后,温度场引起的热应力会造成舭部结构变形,总应力较大的增加可引起结构屈服和屈曲失效。因此,即使温度小于80 ℃,也应当在设计时适当考虑温度场影响。研究方法简单快捷,具有重要的工程技术意义。     

单壳双底货船舱段结构瞬态温度场和热应力

某些货船直接装载高温货物，在运载过程中货物温度逐渐降低。此类货物和船体构件温度分布可认为是瞬态温度场。本文研究了单壳双底货船舱段结构瞬态温度场和热应力。首先分别建立了适用于温度场和热应力分析的舱段计算模型，其次运用通用非线性有限元程序ABAQUS对其进行了温度场和热应力的数值分析，得到了单壳双底货船舱段结构瞬态温度场和热应力的分布规律。另外，运用简化解析方法对货舱段瞬态温度场进行了分析，并与有限元数值计算结果做了比较。结果表明，基于简化的解析分析可用于设计初期结构温度场的评估。     

非稳态导热温度场及热应力的有限元计算

热分析涉及到温度场求解和热应力计算,文章以喷射热气流对甲板结构的影响为研究对象,利用MSC的THERMAL和STRUCTURAL模块进行热分析,具体研究理论原理、模型简化、有限元网格划分和边界条件.计算结果表明,热应力对结构安全和性能的影响不容忽视,在设计中必须给予考虑,也为相关的温度载荷研究提供参考.     

温度载荷对化学品船货舱结构应力的影响分析

针对某化学品船货舱结构,考察该货舱段的温度场分布,建立温度场及热应力计算模型。运用通用有限元计算软件PATRAN/NASTRAN对该货舱段模型进行稳态温度场和热应力分析。通过考察不同温度下结构应力的变化情况,得出温度载荷对货舱段结构应力及变形影响的相关规律,为该类船舶设计提供参考。     

双壳型船体结构稳态温度场和温度应力

用简化解析方法和有限元数值方法,分析了双壳型船体货舱区域在运载高温液货时的稳态温度场;根据船体结构的温度分布,用有限元法计算了其温度应力,同时与货物压力、海水静动压力、总纵弯矩等载荷作用下的结构应力做了比较。研究结果表明：在货舱结构温度场分析中用简化分析方法和有限元数值方法所得的计算结果相当一致;高温液货大幅度增加船体结构的纵向应力和横向应力,同时加剧结构不连续处的应力集中;槽型舱壁可以有效地释放     

计及温度载荷的沥青船结构强度有限元计算分析

沥青船在运载高温沥青时,过高的温度会对其船体结构产生不可忽略的影响。以6600DWT沥青船为例,运用MSC/PATRAN和MSC/NASTRAN有限元软件,对其在计及温度载荷时的结构强度进行有限元计算研究。分析温度场载荷对沥青船结构强度的影响,对不满足强度要求的结构提出合理的加强方案。     

反复碰撞载荷下船体结构弹塑性动态响应研究进展

极地船舶与海洋工程结构在营运过程中会遭受到浮冰多次冲击、直升机重复着降以及供应船停靠等反复碰撞载荷,在这些反复碰撞载荷作用下船体结构会产生累积的塑性变形,这将会严重危害冰区船舶与海洋工程结构的使用性能和安全性能.本文主要从试验方法、数值方法和理论方法三个方面对反复碰撞载荷下船体结构塑性动态响应研究进展进行综述,对船体结构在反复碰撞载荷下的力学机理进行总结,对反复碰撞载荷下船体结构的伪安定现象是否发生进行了讨论.此外,本文针对一些反复碰撞问题的实际工程背景,总结了一些设计公式以及设计图谱,从而给极地船舶与海洋工程结构设计提供参考.     

中小型LNG船货罐鞍座及附近船体材料分布研究

C型独立液货罐是中小型LNG船的主要液舱形式,属于半冷半压式容器。由于贮存LNG的液货罐处于低温状态,且因与船体相连的鞍座支撑,在鞍座及附近船体上就会形成温度梯度,故有必要对鞍座及附近船体结构进行温度场分析,以确定其材料分布。提出了对该C型独立液货罐鞍座及其附近船体结构热分析的方法,认为鞍座及其附近船体处在低温液货、海水与空气3种流体介质中,通过船体与3种流体的对流换热及其与层压木之间的热传导达到热平衡。借助ANSYS有限元软件,给出有限元热分析模型的简化和对流载荷的施加方法,以确定鞍座及其附近船体结构的温度场分布,结合材料的最低许用设计温度确定鞍座及附近船体结构材料的合理分布,以防止材料发生低温脆性破坏,并给出具体实例。     

138000m^3薄膜式LNG运输船温度场及其热应力分析

对一艘138 000m3薄膜式LNG运输船的液货舱热维护系统进行了稳态传热分析.计算获得了在8种工况下船体各部分的温度分布,在此基础上对船体结构进行了热应力分析.通过分析比较满载航行工况下的结构应力和温度应力,得出了一些有指导意义的结论.     

发射筒热力耦合场下力学性能研究

发射筒是潜载导弹发射装置的重要组成部分,需要有足够的强度和刚度满足不同发射条件。本文结合实验数据,建立仿真模型,通过静力分析得到压力和结构载荷作用下的变形和应力分布;通过温度场分析得出筒上温度分布及温度载荷作用下应力应变情况;通过热力耦合场分析得到发射筒整体变形与应力分布。结果表明:在气压和结构载荷作用下发射筒最大变形1.5 mm,筒底应力125 MPa;温度场下温度自筒底段至筒体段阶梯分布,热应力作用下最大变形3.5 mm,最大应力317 MPa;热力耦合场下发射筒最大变形4.23 mm,最大应力384 MPa。3种工况下分析结果显示温度载荷是影响发射筒应力应变的主要因素,设计时在筒底圆弧面中心处需要加强。     

计及热辐射及翼翅效应的VLGC温度场计算

运用热力学理论,对设有A型独立液货舱的大型全冷式液化气船（VLGC）的液货、船体结构及海水和空气之间的热传递过程作了研究并对船体结构温度分布作了计算。计算中,除考虑传统的对流和传导之外,还考虑了热辐射以及船体结构加筋板架翼翅效应（fin effect）的影响,提高了计算精度。建立了热传递能量平衡方程,并通过迭代法进行求解,最终得出了船体结构温度场分布。     

C型LNG液罐与船体的连接结构研究

针对中小型LNG运输船C型液罐与船体的连接结构,从结构形式、温度场分布、强度分析校核三方面进行了分析和研究。对液罐鞍座处船体结构的温度场分析采用了不同的方法进行计算和对比。对液罐限位装置强度问题应用有限元计算软件,进行了连接结构和船体支持结构的强度分析。研究表明:连接结构和船体支撑结构的设计很好地将其温度和构件厚度控制在规范允许范围之内,避免采用特殊钢材,满足实际工程需求。这些结论对C型液货舱的设计具有一定的指导意义。     

战斗破损和火灾时船体剩余强度的评估

研究舰船在遭受战斗破损和火灾两种紧急情况下的船体剩余强度评估问题。引用了在武器作用下确定设计载荷和船体特征的基本观点。考虑了结构受热对温度应力及钢材的物理和力学性能的影响，并对遭受火灾后船体性能评估强度分析的方法基础进行讨论。     

40000 DWT散货船锚机底座及支撑结构强度分析

锚机在外部缆绳拉力过大的情况下易引起锚机底座及船体支撑结构的强度破坏,影响船体结构能力。以40 000 DWT散货船锚机底座为研究对象,采用MSC/PATRAN和MSC/NASTRAN有限元软件,建立有限元模型,考虑2种典型载荷工况:甲板上浪载荷以及45%锚机锚链破断强度,根据规范要求施加了相关边界条件,并依据规范许用应力衡准要求对计算结果进行了分析。计算结果表明,本船的锚机底座及船体支撑结构的有限元强度满足规范要求,本文的研究成果对同类船舶的锚机底座结构强度以及船体局部结构强度分析具有一定的借鉴意义。     

液化气运输船温度场分布研究及钢材匹配

以6500m^3液化气运输船为研究对象,基于通用大型有限元分析软件PATRAN/NASTRAN,研究了该船液罐鞍座及其附近船体结构的稳态温度场。建立了该船舱段三维有限元模型,计算了结构吃水下鞍座及其附近船体结构的温度场,结合材料的最低许用设计温度确定鞍座及其附近船体结构的钢级和设计板厚。     

中小型LNG船鞍座附近温度场有限元分析

考虑到中小型LNG运输船及C型独立液货罐的特点,针对罐与主船体通过鞍座连接,液货温度为零下163℃,鞍座及船体结构会形成温度变化的情况,对鞍座及附近船体结构进行有限元分析,研究温度场的变化,供鞍座及附近钢结构材料的选择参考。     

宽扁肥大型江海直达船结构强度探析

本文以一宽深比达2.98的宽扁肥大型江海直达多用途船为研究对象,针对其超出现有规范宽深比的要求,没有适用规范的现状,对其进行了载荷直接计算和结构直接计算分析,保证了所设计船体结构的安全可靠性,对于宽扁肥大型江海直达船舶的船体结构设计具有重要的参考价值。     

薄膜型LNG船晃荡冲击局部强度分析建模方法研究

为保证薄膜型LNG船(No96型)的营运安全,除绝缘箱外,还有必要对晃荡冲击载荷作用下船体结构进行局部强度分析.考虑到分析对象的不同,同时为了简化有限元模型和降低船体结构局部分析的计算工作量,针对船体结构局部强度分析中绝缘箱建模范围,树脂绳模拟方式以及绝缘箱网格基本尺寸提出了建议并进行了可行性验证.研究表明,建议方法可以在满足计算精度的前提下,极大减少船体结构局部强度分析的工作量,可为晃荡冲击载荷作用下薄膜型LNG船(No96型)船体结构局部强度分析及相关规范制定提供有效的参考.     

基于长期分布累加法的单点疲劳寿命预报方法

针对FPSO单点区域复杂的载荷情况,提出一种单点结构在受到环境载荷和FPSO船体载荷作用下的疲劳计算分析方法,根据单点所受载荷的长期分布数据及各种载荷对应的载荷应力比,在线性假设的前提下,通过长期分布累加法对单点或船体结构进行疲劳累计损伤计算,最后得出疲劳结果,该方法不仅适用于单点及界面附近船体结构疲劳计算,也适用于多点系泊系统等界面载荷长期分布复杂的局部船体结构疲劳计算。