1.6万标准箱集装箱船外飘砰击及结构强度计算研究

超大型集装箱船面临首部特殊型线与高航速所带来的不容小视的首部外飘砰击载荷作用。文中以1.6万标准箱集装箱船为例,首先基于时域Rankine源法计算集装箱船的非线性运动响应;然后预报首部区域发生外飘砰击的概率和砰击压力极值;最后考虑外飘砰击对首部局部区域的作用,对1.6万标准箱船的首部结构进行了有限元分析,评估船体结构承受外飘砰击载荷的能力,为首部结构设计提供参考依据。     

超大型液化石油气船结构强度分析

以超大型液化石油气船为研究对象,结合规范计算与有限元方法,分析货舱区主船体与A型独立舱的构件尺寸确定方法,评估各区域结构的安全性并给出结构加强建议,并确定A型独立舱支撑与制动装置布置方式。     

支线集装箱船整船强度和疲劳有限元分析

在分析UR S11A和S34生效后的集装箱船整船屈服、屈曲要求的基础上,以1艘支线集装箱船为对象,计算得到目标船整船结构各个计算工况下的应力分布,完成整船屈服、屈曲强度评估和疲劳筛选及评估,分析发现支线集装箱船艏、艉非货舱区域结构和货舱区域的横向结构,以及整船重点区域的疲劳问题不容忽视。在设计时,对上述区域结构应重点关注,必要时建议选择装载手册中最危险的工况开展整船屈服、屈曲和疲劳评估并作适当加强。     

超大型桩定位式抓斗挖泥船结构强度研究

目前国内对于超大型抓斗挖泥船的产业化开发程度较低,技术理论研究也较为有限。这类船型通常布置有定位桩与大型抓斗机,与自升式平台不同,作业时船体仍半浮于水中,承受恶劣海况下的波流载荷作用,作业载荷比较复杂。通过对该类船型作业方式及工作环境进行分析研究,推导并建立超大型抓斗船在较为恶劣海况下进行半抬船作业时的载荷计算模型;随后以1艘200 m2超大型抓斗挖泥船三舱段结构为例,对其结构强度进行评估,探讨其在作业工况下的最危险状态,并对抓斗船固桩区结构作优化。研究结果为该类超大型桩定位式挖泥船结构强度评估提供参考。     

超大型桩定位式抓斗挖泥船结构强度研究

目前国内对于超大型抓斗挖泥船的产业化开发程度较低,技术理论研究也较为有限.这类船型通常布置有定位桩与大型抓斗机,与自升式平台不同,作业时船体仍半浮于水中,承受恶劣海况下的波流载荷作用,作业载荷比较复杂.通过对该类船型作业方式及工作环境进行分析研究,推导并建立超大型抓斗船在较为恶劣海况下进行半抬船作业时的载荷计算模型;随后以1艘200 m2超大型抓斗挖泥船三舱段结构为例,对其结构强度进行评估,探讨其在作业工况下的最危险状态,并对抓斗船固桩区结构作优化.研究结果为该类超大型桩定位式挖泥船结构强度评估提供参考.     

45万吨级超大型矿砂船全船结构有限元分析

超大型矿砂船由于船体结构的特殊性和船体本身的超大型化,使船体强度校核很难用常规规范中的梁理论方法或舱段有限元计算确定.在研究超大型矿砂船全船分析的基础上,探讨了超大型矿砂船全船结构有限元模型和质量模型的建模方法、波浪载荷和舱内货物载荷计算方法及解决全船载荷动态平衡的惯性平衡处理技术.以一条45万吨级的超大型矿砂船为例,完整实现了全船有限元分析全过程,计算出各个工况下的船体变形和应力,对正确地进行超大型矿砂船全船结构强度直接计算具有指导作用.     

LNG Ready方案下的VLOC LNG舱段结构直接计算方法

为满足船舶低硫排放要求，液化天然气(Liquefied Natural Gas, LNG)Ready方案应运而生。结合超大型矿砂船(Very Large Ore Carrier, VLOC)LNG舱段的布置和结构特点，提出一种LNG舱段结构直接计算方法，并对该方法的若干要点进行研究，包括模型范围和要求、计算载荷和工况的选择等。以某VLOC为例，运用该方法进行LNG舱段结构的有限元直接计算，计算结果指出LNG舱段需要进行结构加强的关键区域。     

大型集装箱船整船有限元分析计算技术研究

本文在研究大型集装箱船整船分析的基础上,总结研究和发展了二种集装箱船整船有限元分析时调整节点力和惯性平衡的处理方法.对于正确地进行大型集装箱船整船结构强度直接计算具有指导作用和实用价值.同时本文提出了对集装箱船整船结构强度分析的分工况计算和应力合成技术,可应用于集装箱船的整船结构有限元计算分析.     

集装箱船结构评估技术

介绍了中国船级社近年来集装箱船结构评估技术的研究开发成果,主要包括设计海况、动载荷计算、结构分析、舱口角隅强度评估,以及集装箱船结构评估分析系统的主要内容和实船结构评估的应用.     

超大型集装箱船的结构设计

近年来,集装箱船的大型化趋势日益明显。MARIC积极研发符合市场需求的超大型集装箱船,在2013年成功获得了18000TEU超大型集装箱船的实船设计任务。并以此船为实例阐述了集装箱船超大型化后给结构设计带来的挑战。介绍了一种利用全船有限元直接加载规范载荷校核合成应力的计算方法,通过加集中力来拟合船体梁所受到的弯矩、扭矩包络线。与薄壁梁理论相比,该方法的合成应力计算结果更精确,有利于优化设计。在超大型集装箱船的舱段有限元与全船有限元分析中,规范的垂向波浪弯矩值往往比实际值小,这时需要采用直接载荷预报的垂向波浪弯矩值进行分析。超大型集装箱船的航速较高,显著的艏部外飘,并且一阶固有频率比常规船型低,容易引起颤振(whipping)和弹振(springing)。应用水弹性分析,探讨了颤振和弹振对于超大型集装箱船结构的极限强度和疲劳强度的影响。     

基于晃荡载荷的液舱结构强度研究

通过液舱晃荡载荷的数值模拟与模型试验对比分析,验证数值模拟方法适用于目标船液舱晃荡载荷的计算。基于晃荡载荷数值计算结果,采用2种方法对晃荡冲击载荷简化处理,对目标船液舱进行动力响应分析,并与规范晃荡载荷下液舱结构响应对比分析,得到液舱结构在晃荡冲击载荷作用下的响应和结构强度评估的工程分析方法,为目标船液舱结构设计提供依据。     

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。     

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。     

超大型集装箱船载荷响应特性的数值研究

相比于散货船、油船等,超大型集装箱船的船体弹性效应,特别是弯扭耦合效应十分明显,本文主要研究弹性效应对目标船所受波浪载荷数值计算结果的影响。本文分别采用了有限元法计算船体弯扭耦合模态和迁移矩阵法计算弯扭不耦合模态。本文基于三维水弹性理论在考虑弯扭耦合效应的条件下,计算分析1艘2万箱级超大型集装箱船的载荷响应特性,并把计算结果和基于刚体假设的载荷计算结果进行对比。本文在不考虑船体弯扭耦合模态下,计算目标船的波浪载荷,并把其与考虑弯扭耦合效应下的结果进行对比。最终得出在计算超大型集装箱船波浪载荷时,弹性效应和弯扭耦合现象不可忽略的结论。     

超大型集装箱船结构设计关键技术分析

针对超大型集装箱船结构布置进行多方案设计对比分析.以某万箱船为例,对比了8种不同结构布置方案,确定了货舱区结构设计、横舱壁支撑系统、设计静水弯矩、纵骨型材选择以及货舱内装载高箱对结构性能的影响.该研究对超大型集装箱船结构优化设计有一定的参考意义.     

VLGC舱段结构强度有限元分析方法

针对超大型全冷式液化气船(VLGC)因结构布置复杂带来的结构强度评估问题,以某84 000 m~3 VLGC为例,讨论VLGC舱段有限元模型建模要求,基于不同概率水平下的规范设计载荷,提出采用有限元直接计算"两步法",在不同评估阶段分别分析VLGC主船体、独立液货舱的结构强度,根据舱段模型计算结果给出VLGC结构设计时需重点关注的关键区域及其支承结构支撑反力的分布特点。     

400 000 DWT矿砂船直接波浪载荷与全船有限元强度分析

超大型矿砂船由于船体结构的特殊性和船体本身的超大型化,船体强度用常规规范中的梁理论方法或舱段有限元计算校核很难涵盖船体的所有构件.以400 000 DWT超大型矿砂船为例,简单介绍了进行全船有限元分析过程中波浪载荷的选取、模型的建立以及加载、分析的全过程,对正确进行超大型矿砂船全船结构强度直接计算具有积极指导作用.     

横向不对称装载对集装箱船底部板架强度的影响分析

随着超大型集装箱船船宽的增大,其底部板架横向应力日趋受到关注。文章以集装箱船货舱区船底板架为研究对象,基于舱段数值仿真方法,考虑多种横向不对称装载型式、装载工况和动载荷工况,分析集装箱船底部板架的应力响应特点,讨论横向不对称装载型式对船底板架局部强度和应力分布的影响规律,并基于不同类型动载荷工况初步探讨其对横向不对称装载下的船底板架影响。研究结果表明,横向不对称装载下高应力点分布具有相似性,应力水平较原对称装载升高,校核集装箱船强度中建议考虑实际可能的横向不对称装载型式的影响。     

独立B型LNG船液舱结构晃荡强度研究

采用直接计算法对170 000 m3LNG船的液舱晃荡强度进行评估。建立独立B型LNG船液舱有限元模型,按DNV相应规范计算晃荡载荷并进行结构安全评估。通过使用块单元和接地弹簧单元分别对垫块进行模拟,对比液舱结构在相同晃荡载荷作用下的响应,研究这2种模拟方式对独立B型LNG(SPB型)液舱结构晃荡强度分析的影响。分析结果可为独立B型LNG船(SPB型)的液舱结构晃荡强度评估、液舱结构优化提供有效依据,对同类LNG船的设计开发具有参考意义。     

超大型集装箱船的设计优化

本文以大连船舶重工集团有限公司自主研发设计的一系列集装箱船为基础,分析了超大型集装箱船的总体性能和结构特性及航线和货物特点,阐述了与总体性能、分舱、结构设计、集装箱布置和营运安全管理等有关的设计改进建议和优化措施,期望通过设计改进得到性能全面优化的超大型集装箱船。