基于疲劳强度的超大型集装船角隅优化设计

对于集装箱船而言,货舱角隅处一般存在结构形式的突变,在船体梁发生弯曲、扭转变形时,角隅承受着较大的弯曲正应力及翘曲应力,存在较严重的疲劳问题。本文以MARIC设计的某20000 TEU级超大型集装箱船为例,介绍了货舱内20 ft角隅、箱角角隅及舱口角隅的优化设计思路,通过有限元方法验证了优化方案的有效性。     

基于疲劳强度的超大型集装船角隅优化设计

对于集装箱船而言,货舱角隅处一般存在结构形式的突变,在船体梁发生弯曲、扭转变形时,角隅承受着较大的弯曲正应力及翘曲应力,存在较严重的疲劳问题。本文以MARIC设计的某20000 TEU级超大型集装箱船为例,介绍了货舱内20 ft角隅、箱角角隅及舱口角隅的优化设计思路,通过有限元方法验证了优化方案的有效性。     

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.     

IACS统一要求对超大型集装箱船结构设计的影响

为探究UR S11A、S33和S34等IACS一系列针对集装箱船统一要求对超大型集装箱船结构设计的影响,以MARIC在2015年设计的20 000 TEU集装箱船和21 000 TEU集装箱船为例,分别讨论URS33、URS11A对超大型集装箱船结构设计的影响,并从船体梁总纵强度、船体梁刚度、剪切强度、屈曲强度等方面对比URS11A和URS11要求的区别及在结构重量上造成的影响,讨论URS34对舱段有限元计算的影响。结果表明,新要求对超大型集装箱船的结构设计提出了更高的要求。     

超大型集装箱船舷梯布置优化

针对超大型集装箱船舷梯在收纳和使用方面存在诸多不便的问题,提出一种新方案将舷梯内嵌在2甲板以上,优化船体结构形式满足实际使用。以一艘2万箱级超大型集装箱船为例,通过规范校核及全船有限元计算对舷梯区域船体结构的屈服、屈曲及疲劳强度进行验证。     

基于谱分析方法的超大型集装箱船舱口角隅结构设计

分析超大型集装箱船舱口角隅区域容易发生疲劳的位置,并基于线性累积损伤理论,论述谱分析方法原理,提出一种在疲劳谱分析时的加强方案快速研讨方法,总结设计阶段舱口角隅位置的几种加强方案,并分析了制造阶段常用的几种后处理方法。     

UR S11A和URS34对超大型集装箱船结构强度直接计算的影响

研究针对集装箱船总纵强度统一规定的UR S11A和有限元计算功能性要求的UR S34,以两型超大型集装箱船作为实例,分析比较新规定、新要求对超大型集装箱船结构强度直接计算的影响。分析结果表明,UR S11A和UR S34对集装箱船结构强度提出了更高的要求,研究结果有助于新船型的优化设计和结构强度分析。     

斜浪条件下大型集装箱船扭矩特征及结构强度研究

随着大型集装箱船的发展,斜浪条件下的扭矩载荷特性及其结构响应日益重要。以某大型集装箱船为研究对象,建立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,分析不同超越概率水平下扭矩计算值的规律。考虑典型斜浪参数和超越概率水平,分析水动力计算扭矩与船舶规范(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。通过计算45°,60°和75°斜浪条件下的船体结构应力云图,识别斜浪作用下船体结构响应的关键位置,可作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、抗扭箱强度评估等的参考。     

适用于超大型集装箱船的外飘砰击规范要求对比

针对超大型集装箱船在恶劣海况下航行时的外飘砰击问题,总结目前各船级社规范的外飘砰击强度校核要求的特点,以某超大型集装箱船为例,对适用各规范要求下的砰击压力和最小板厚要求进行计算对比,分析其间的显著差异和参数敏感性,为超大型集装箱船结构设计提供参考。     

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。     

超大型集装箱船采用非风雨密舱盖的可行性

随着集装箱运输的发展,集装箱船大型化趋势日益明显。船舶主尺度的增大导致船体变形加剧,对舱盖的密封性能提出更高要求。本文以载箱量为10020TEU的集装箱船为例,从干舷计算、舱盖结构设计和货舱排水等3个方面进行讨论，说明超大型集装箱船可以采用非风雨密舱盖。     

邮轮角隅裂纹应力强度因子计算及疲劳寿命预报

以某大型邮轮泳池角隅为例,采用谱分析法结合断裂力学方法校核角隅结构疲劳寿命.首先通过水动力分析软件计算波浪载荷并施加到全船有限元模型上获得全船结构响应;然后在ANSYS中建立带裂纹的角隅模型结合超单元生成子模型,并施加从全船有限元模型上提取的位移边界条件,进而在计算大量波浪工况下不同长度裂纹的应力强度因子及模拟裂纹扩展路径的基础上回归得到角隅处裂纹应力强度因子计算公式;最后根据ABS推荐的谱分析法构建疲劳载荷谱,结合回归出的应力强度因子公式、单一曲线模型及失效评估图,预报泳池角隅的疲劳裂纹扩展寿命.     

大型集装箱船极限强度准则可靠性研究

本文对某一万箱级和某两万箱级的2型超大型集装箱船的极限承载能力分布、静水弯矩分布、波浪弯矩极值预报以及UR S11A要求的极限强度进行了分析，采用改进的一次二阶矩法（FORM），对2型船的失效概率进行计算，旨在验证满足UR S11A极限强度要求的超大型集装箱船的安全水平，以验证此强度准则的可靠性。     

超大型集装箱船的B型LNG燃料舱结构强度分析

针对20 000 TEU级别超大型集装箱船的B型LNG燃料舱及其支撑结构,采用波浪载荷直接预报方法较准确地获得船体运动加速度,利用有限元分析方法对LNG燃料舱及其支撑结构进行强度分析,为采用双燃料动力系统的超大型集装箱船燃料舱结构设计提供参考。     

8530TEU集装箱船船舯上甲板角隅疲劳寿命预估

选择沪东中华造船（集团）有限公司即将建造的8530TEU集装箱船船舯No．5货舱区上甲板角隅为分析对象，采用半概率的设计波法，分另4计算得到在10^-4超越概率下满载状态和压载状态时该角隅边缘最大应力范围；然后根据挪威船级社规范，基于S—N曲线和Palmgren—Miner线性累积损伤理论计算该角隅的疲劳累积损伤度，并进行了疲劳寿命预估；最后，讨论了不同波浪散布图的选取对该角隅疲劳寿命计算的影响。     

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.     

8530箱集装箱船船体结构设计优化

本文介绍了我QC小组在迄今国内最大的超大型集装箱船-530箱集装箱船船体结构设计过程中，以船体结构设计优化为课题，积极开展QC活动，由此缩短造船周期，提高设计质量，实现公司”降本增益”、”数字造船”的发展战略。     

超大型集装箱船绑扎桥强度校核与结构优化

随着超大型集装箱船的发展,绑扎桥的结构设计越来越复杂。文章在21000TEU超大型集装箱船典型绑扎桥设计的基础上,利用ANSYS软件计算了绑扎桥结构的强度和刚度。通过研究不同浮态,装箱条件以及最大设计载荷条件下结构的总体应力和变形情况,分析了关键位置的应力集中现象。并用这些分析结果指导结构优化,为绑扎桥结构的分析及结构设计提供具指导意见。     

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。