嵌入式多波束声呐船体大开口加强结构优化研究

开口处的船体结构强度分析与评估是船舶设计与建造过程中的关键环节。采用有限元法建立某船体结构数值模型,结合强度校核规范,进行船体底部嵌入式多波束声呐大开口区域的船体结构强度分析。结果表明,开口区域船体结构的强度、加强结构型式的设计等在设计过程中应引起足够的重视。设计5种开口加强方案,通过对比总结了开口纵向位置、内凹槽直角或转圆过渡型式等因素对结构强度的影响特点。通过上述研究可知,横向开口对船体加强结构的强度影响更大,对横向开口处纵向构件进行多方案优化设计可有效掌握目标区域结构的应力分布变化及受力特点。最后提出一种较佳的设计方案,既有利于提高船体结构的强度,又便于设备的安装。     

船体板剪切极限强度数值分析

极限强度表征船体结构的极限承载能力,是船舶强度校核的主要内容。船体结构在拉压载荷下的极限强度多年来已被广泛研究并取得重大进展。随着船舶大型化及开口部位的增多,扭转载荷成为船体结构剪切极限强度计算不可忽视的重要组成部分。由于剪切载荷的特殊性,国内外目前尚未开展船体结构的剪切实验。因此,应用数值模拟方法计算剪切极限强度十分必要。通过对比分析研究船体结构主要是船体板在不同情况下的力学性能,探讨不同结构对船体板剪切极限强度的影响程度。结果表明,剪切极限强度对船体板的几何尺寸具有较强的敏感度,随着几何尺寸下降,极限强度急剧降低。     

船体桁材开口后的强度与屈曲分析

对船体纵桁腹板上开口后的强度及稳定性进行有限元计算分析,探讨纵桁腹板上两种常见的开口形式及其开口大小对纵桁的影响,对两种不同的开口形式进行强度和屈曲性能的对比,为实际船体结构设计提供参考。     

民用船舶工艺孔和临时通道的设计

工艺孔和临时通道的设计是船体生产设计基本内容之一。介绍了民用船舶临时工艺孔、临时安全通道开口的设计依据、原则和注意事项，供生产设计参考。     

船体大开口平直空腔结构总段吊装加强方案优化

为增强船体大开口平直空腔结构总段结构强度,结合船体总段结构特点、吊码布置情况和吊装加强方案建立有限元模型,采用数值仿真模拟总段吊装,分析甲板与吊码区域的结构变形。根据预报结果对吊装加强方案进行优化,可为后续类似结构的吊装加强方案优化提供一定指导。     

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。     

大开口船舶总纵和扭转强度计算

江苏省船舶设计研究所现对外提供大开口船舶（集装箱、多用途船、分节驳）船体结构强度计算，包括总纵强度、扭转强度、挠度、转角、扭转角和翘曲变形计算等。计算准确，收费合理。     

舰船大开口结构设计和试验研究

着重研究大开口区船体的总纵强度、大开口扭转强度、甲板稳定性、大开口角隅的应力集中及应采取的加强措施。同时还应用混合几何相似理论进行了立体舱段光弹性试验，测量了舰船大开口区各部分的应力，并根据应力分布确定了舰舶大开口区的结构加强方法和角隅补强形式。     

船体甲板和侧壁大开口应力集中及其加强形式

抽象出船体甲板和侧壁大开口应力分析的力学计算模型，并应用有限元程序，分析了船体中部甲板和舷侧结构在总纵弯曲条件下的应力分布，计算了船体甲板和侧壁大开口的应力集中系数，提出了多种加强措施，并计算了相应的加强效果。     

大开口船舶总纵和扭转强度计算

江苏省船舶设计研究所现对外提供大开口船舶（集装箱、多用途船、分节驳）船体结构强度计算，包括总纵强度、扭转强度、挠度、转角、扭转角和翘曲变形计算等。     

A practical method for torsional strength assessment of container ship structures

Container ship structures are characterized by large hatch openings. Due to this structural property, they are subject to large diagonal deformations of hatch openings and warping stresses under complex torsional moments in waves. This necessitates torsional strength assessment of hull girder of container ships in their structural design stage. In this paper, a practical method for torsional strength assessment of container ship structures with transparent and consistent background is discussed based on the results from up-to-date analyses. In order to estimate the torsional response characteristics as accurately as possible, three-dimensional Rankine source method, after being validated by tank tests, is employed for estimation of wave loads on a container ship, and FE analyses are conducted on the entire-ship model under the estimated loads. Then, a dominant regular wave condition under which the torsional response of the container ship becomes maximum is specified. Design loads for torsional strength assessment that give torsional response equivalent to the long-term predicted values of torsional response are investigated based on the torsional moments on several container ships under the specified dominant wave condition. An appropriate combination of stress components to estimate the total hull girder stress is also discussed.     

大开口船舱口角隅应力集中问题研究

建立了大开口船舶舱口角隅应力集中有限元计算模型,讨论了４种应力释放孔孔形以及无应力释放孔时舱口角隅处的应力分布情况,并讨论了加加厚板后的应力分布情况。从实用角度分析了应力释放孔和加加厚板的效果,为解决大开口船舶舱口角隅处应力集中问题提供了计算依据。     

迁移矩阵法在船体弯扭耦合振动分析中的应用

本文讨论了迁移矩阵法计算大开口船舶弯扭耦合振动问题，导出了多种点迁移和场迁移矩阵，并作了集装箱船的弯扭耦合振动分析。计算表明：用迁移矩阵法分析大开口船舶的弯扭耦合振动具有占用内存少、数据准备简单等优点。     

基于空腹桁架理论的船体结构腹板开孔强度简化分析方法

大型船舶结构的设计和建造过程中考虑到电缆管路布置及结构轻量化需求,常在主要构件高腹板上开设许多开孔。为快速有效评估高腹板开孔结构的强度特性,本文利用费氏空腹桁架理论和有限元数值方法,分析腰圆形开孔的纵向位置、开孔宽度和长度对开孔周边强度的影响,并对费氏空腹桁架理论作适当修正。结果表明,本文提出的修正公式能够适用于不同尺寸结构,并有效提高理论计算精度。     

Use of a 3D compartment model for simplified full ship FE model. Part II: validation of the simplified FE model

This is Part II in a series of papers. Part I (J Mar Sci Technol 13:154–163) deals with an approach employed to construct a simplified FE model using a 3D compartment model available from the beginning of the ship design process. This paper begins by describing the limitations of an analytical approach based on shear warping beam theory for assessing torsional strength. Next, the structural parts of a container ship that have a negligible effect on hull girder bending strength and torsional strength are determined. This is verified by removing these parts from a conventional FE model and comparing the results obtained using this modified model with those yielded by the original model. The fore end part, the aft end part and the deck house are examined. Since these parts have complicated structures and relevant drawings for them are issued later than cargo structure drawings, modeling them exactly can result in a delay in the completion of the full ship FE model. This paper also verifies the validity of the simplified FE model built by applying the method proposed in Part I and comparing the results obtained with it with those given by a conventional full ship FE model. The stresses on hatch coaming top, the maximum diagonal elongations of the hatch coaming, and the maximum hatch corner movements are evaluated to check the validity of the simplified model.     

8 530 TEU集装箱船全船弯扭强度和舱口角疲劳强度分析

8 530 TEU集装箱船的船长和船舱大开口宽度都显著超过国内船厂以往建造的集装箱船,因此对该船的波浪诱导载荷、全船弯扭强度,以及舱口角的疲劳强度都作了认真研究。研究中建立全船有限元模型,用来分析波浪诱导载荷,计算船体结构应力水平等。在此基础上,选取3个典型的舱口角,建立精细有限元模型,利用热点应力法,计算舱口角热点应力范围和热点疲劳寿命。最后总结出该集装箱船的全船弯扭强度和舱口角疲劳强度的特点。     

42000吨散货船结构疲劳可靠性评估

本文从可靠性概念出发，对沪东造船厂建造的42000吨散货船甲板角隅结构疲劳强度进行安全评估。评估中考虑了疲劳数据的离散性、应力分析的误差以及波浪载荷的随机性等不确定因素，结果表明，该船甲板角隅的疲劳可靠性水平在0．98以上，即失效概率小于0．02，较好地反映了该船的实际情况。该评估方法也可用于集装箱船甲板大开口疲劳安全评估。选择合适的可靠性水平，保证角隅恰当的疲劳强度，避免角隅疲劳裂纹的产生，对集装箱船结构安全具有实际意义。     

大开口型船舶波浪诱导载荷研究

通过对某５万ｔ级大开口型船舶的各种波浪诱导载荷长期预报，详细讨论了不同波浪散布图、装载工况、航速、水动力计算理论和短峰波对波浪诱导载荷长期预报极值的影响，指出了一些值得注意的问题，以期对类似船型的液体波浪诱导载荷预报提供有用的参考。     

全船有限元简化方法在总纵强度计算中的应用

采用全船有限元总强度计算的简化方法,阐述了具有长上层建筑、大开口、全通甲板的船舶在垂向弯矩作用下的总强度应力分布情况,提出了非常规结构船舶总强度计算方法,分析了上层建筑参与总强度的有效度。对有效避免波浪载荷及平衡力计算带来的总强度计算误差和庞大的计算工作量,缩短计算周期以及优化结构等提供指导。     

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。