船舶液舱受静压力作用引起的舱容量值变化的初步研究

受静压力影响,船舶在不同的装载工况下,液舱内围壁会产生不同程度的结构变形,计量测深管也会随之发生位移,从而引起舱容量值变化.本文以满载工况下的某典型油船为例,借助有限元软件MSC.Nastran和曲面积分方法分别对甲板板架、船底板架、舷侧板架和舱壁板架的变形和计量测深管的位移求解,从而对该船满载工况下受静压力影响引起的舱容量值变化进行初步研究,为船舶液货舱容量计量修正提供依据.     

大型LNG船液舱晃荡结构动响应研究

在船舶尺度和营运状态与传统条件发生很大变化的情况下,大型液化天然气(LNG)船液舱晃荡研究显得尤为重要.本文分析了NO96型LNG船液舱围护结构的特点,采用显示积分方法研究不同晃荡压力峰值和持续时间的晃荡冲击载荷作用下液舱围护系统结构动响应,得到不同工况下结构的动态失效特性.最后回归基于比例极限和突变永久变形的临界压力载荷公式,并给出液舱围护系统结构设计准则和安全性评估方法建议.     

舰船液舱在静压力下的结构变形及其对舱容的影响

采用理论分析和数值模拟计算相结合的方法对某油船结构变形进行分析。通过建立舱段有限元模型，计算舱段的结构变形；借助三维软件Catia模拟生成和计算液舱容积，较精确地分析液舱在静压力下结构变形的大小及导致液舱容积的变化量，并对液舱容量修正提出相关建议。     

静水中破损液舱摇荡特性试验

载液船舶破损后涉及液舱进水、泄漏、晃荡等复杂水动力耦合运动问题。通过液舱破损模型试验,对其静水中的自由横摇衰减运动进行分析,研究了不同初始横倾角、不同载液率对横摇、垂荡以及舱壁压力的影响以及运动响应与压力之间的关系。通过试验发现：浅水工况（12.5%载液率）下,液舱的运动响应最为剧烈;破口一侧下沉的扰动会造成更大运动响应以及舱壁砰击压力;舱壁砰击压力的相位与液舱横摇运动相位几乎一致。     

高速弹体侵彻液舱试验研究

为研究高速弹体侵彻液舱过程中的水锤效应和结构毁伤机理,本文开展了高速弹体侵彻液舱试验测试,得到了高速弹体入水产生的冲击波压力的传播和衰减规律,并采用高速相机记录了高速弹体侵彻液舱过程中空泡的演化过程.试验设计了不同厚度的液舱前后靶板,发现水锤效应使得液舱后板变形比前板更严重.此外,后靶板在侵彻过程中的变形会直接影响到反射冲击波压力的传播和衰减,较大的后靶板变形可显著缓解前靶板的变形情况.试验结果对舰船液舱结构的设计优化具有一定的参考价值.     

薄膜型LNG液舱晃荡压力与结构响应试验

影响薄膜型LNG船大型化的一个关键问题是严重的液舱晃荡冲击压力以及由此引起的复杂和危险的结构动响应,至今模型试验是研究此类问题的最重要的方法。本文以某大型LNG船尺度较大和运动较剧烈的2号液舱为研究对象,设计了精细的三维晃荡试验模型,通过不同载液水平的系列规则和不规则运动激励的晃荡试验研究晃荡冲击压力特性;基于薄膜型液舱围护系统结构性能计算结果,设计四边简支铜板格分析液舱围护系统结构弹性效应;另外,还利用浪高仪测量液舱波面运动情况。试验结果表明不论规则运动激励,还是不规则运动激励,晃荡冲击压力幅值均表现出明显的随机性,工况可能产生远大于单自由度运动工况的晃荡冲击压力。晃荡冲击压力、应力和波面测量结果可为验证晃荡数值方法和液舱围护系统结构设计提供依据。     

船舶近满载液体舱自由液面对稳性影响的修正方法

若考虑船舶液（体）舱内自由液面对稳性的影响，对于非液货舱通常是按装载５０％舱容液体的固定值计算。当液舱（接）近满载时，许多船舶由于缺乏修正资料或方法，其影响值均被看作为零。事实上，对于那些设置有容量大、数量多的液舱的船舶，若将众多近满载液舱对稳性的影响进行叠加，其数值已不容忽视。本文通过数学推导，借助计算机模拟运算，结合计算实例，介绍了一种适应性较强的近满载液舱自由液面对稳性影响的计算方法，具有一     

水下爆炸冲击波作用下船体舱段变形试验研究

对舰船实尺度舱段在水下爆炸载荷作用下的船底板架变形进行了试验研究及理论分析。以舱段在水下爆炸的试验现象及结果为基础,通过平板模型求解药包在水下任意位置爆炸时舱段的刚体运动特性,以冲击波的入射能减去舱段刚体运动动能作为船底板架的弹塑性变形能,利用能量法,对船底板架应用薄板的大挠度弯曲理论进行局部变形求解。试验结果及理论分析表明:舱段模型在水下爆炸过程中会产生较大的刚体运动,船底外板变形区域主要集中在纵桁和实肋板交叉的板格内,理论求解的板格最大变形与试验结果较为一致。该文结果可对船体外板变形计算及局部强度考核提供数据及理论的参考。     

大型LNG船液舱晃荡结构动响应研究(英文)

文章首先采用非线性有限元方法研究了No.96型LNG船液舱围护结构的极限承载能力,详细分析了不同边界条件下的失效模式。然后采用显示积分方法研究了不同晃荡压力峰值和持续时间的晃荡冲击载荷作用下液舱围护系统结构动响应,得到了不同工况下结构的动态失效特性。最后,回归了基于比例极限和突变永久变形的临界压力载荷公式,并给出了液舱围护系统结构设计准则和安全性评估方法建议。     

用于舱容计量修正的液货船结构变形曲线快速计算方法

对货舱满载时货舱区域结构变形曲线的形状和数值大小以及对舱容体积的影响程度等的快速计算进行分析研究，提出采用可操作、易测度的变形测度指标——拱垂度来联系货舱区域结构变形曲线的处理方法，探索建立货物载荷一拱垂度货舱区域结构变形曲线一货舱舱容体积修正的关联，进而求得同型船满载状态拱垂度、载荷大小、结构变形间的关系及规律。以某油船为例进行计算研究。结果表明：在满载状态下，船体舱段载荷对舱段拱垂值、最大变形值是有影响的，并且这种影响是有规律的；而船体载荷与船体结构变形最大值、拱垂值之间的关系是线性的。     

LNG船液货装卸系统分析软件平台研究

提出了一种基于VC＋＋平台和数据库技术的LNG船液货装卸系统设计及分析的软件平台系统,详细介绍了其内容、结构和实现方法。该系统配有与管路阻力计算相关的管道、阀件、液货舱、附件等的数据库,能够按目标船的装卸要求,直接组态设计液货装卸系统管网系统。设计人员可以在每一个模型设计完成后直接进行优化并确定液货泵的排量、压头、液货管路的管径、长度等设计信息,仿真计算装卸过程中各时间段上的的流量、节点压力、剩余舱内液体容积等各项参数。不仅简化了液货装卸系统的设计过程和计算校核的时间,而且更加方便灵活。     

液化天然气B型独立液货舱结构低周疲劳研究

基于某B型独立液货舱为研究对象,开展液化天然气(LNG)船码头装卸货工况下的结构应力和温度场热应力分析,重点针对液货舱水平强框处连接节点计算其因装卸货受力和温度变化所引起的疲劳累积损伤。研究结果表明,部分研究疲劳节点由装卸货产生的低周疲劳损伤在整个结构疲劳累积损伤中的占比较大,对结构疲劳损伤起主导作用,需要在液货舱疲劳强度分析中予以重点关注。因此,对此类B型独立液货舱进行结构设计必须考虑低周疲劳的影响。     

CSR-H对3.5万吨散货船的影响评估

以3.5万吨散货船实船为例,主要通过SDP规范计算和DSA有限元计算,校核CSR-H对该船结构尺寸和质量的影响。在规范计算方面,主要核算不同工况下的轻货舱、重货舱/风暴压载舱的弯曲强度、剪切强度、极限强度和剩余强度对主要结构尺寸的影响。同时,对重货舱同时兼做风暴压载舱第三货舱的所有区域进行屈服强度评估和屈曲强度评估。     

C型独立液货舱LNG舱段分析方法研究

C型独立液货舱LNG运输船在其运营期间,要遭受多种复杂载荷的联合作用,这对其整体强度尤其是货舱区结构的可靠性及安全性提出了很高的要求。本文基于CCS相关规范,对C型独立液货舱段的结构直接计算进行研究,得到其载荷计算方法,并针对液货罐与鞍座连接形式的模拟方法进行了不同的尝试与比较。最后通过对一LNG运输船实际算例的分析,得到一套合适、准确的舱段有限元直接计算方法,为LNG运输船货舱结构的设计与校核提出了合理的建议。     

基于变质量热力学的油舱气相区动态模型

根据变质量系统热力学原理,基于浓度边界层理论作出油舱气相区中舱气均一性的系列假设,应用控制容积质量守恒方程、能量守恒方程和连续性方程及气体状态方程,针对液货作业建立油舱气相区数学模型。该模型普适于表征各种液货作业过程油舱中舱气组分、压力和温度等参数的变化。研究表明,气相状态受到液货作业行为及环境因素的扰动,具体行为取决于液货装卸、惰气充注、透气速率、环境温度和货物物性参数等。该研究为气相状态安全控制和液货作业优化提供了理论依据。     

Dynamic loading history and collapse analysis of the pipe during deepwater S-lay operation

In the deepwater S-lay operations depending on the required stinger radius and rollers configuration, relatively large plastic deformation is induced when the pipe passes over the stinger, under the combined loadings of bending, axial tension, roller reaction force and the pipelay vessel motion. The resulting plastic deformation does not vanish after the pipe leaves the stinger. It accumulates until the pipe reaches the seabed. The inherited residual deformation might reduce the collapse capacity of the pipe under the external pressure loading. The present paper investigates the dynamic loading history of the pipe during the S-lay operation based on a test-verified finite element model, and then calculates the residual plastic deformation of the pipe cross-section after the pipe reaches the seabed. Finally, the nonlinear collapse analysis is implemented based on the modified RIKS method to evaluate the capacity of the installation-induced deformed pipe. The results confirm that the deepwater S-lay operation will lead to obvious plastic deformation of the pipe, which decreases the pipe collapse capacity to some extent.     

我国舰船液舱容量计量技术的发展和现状

本文介绍了舰船液舱容量计量的重要性和特殊性,舱容简单测算的方法及其局限性,以及国内液舱容积检定技术的发展及现状,简述了国外船舱容积检测的概况。     

整体式液货舱沥青船热应力仿真分析

介绍了整体式液货舱沥青船在结构设计方面应注意的几点建议。利用有限元分析软件MSC.Patran MSC.Nastran对整体式液货舱、热应力、船体结构进行直接计算。     

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。     

化学品船不锈钢舱热应力分析

以不锈钢舱化学品船的货舱区域平行舯体为模型来计算温差应力，并用于整个货舱区域。计算得出的温度载荷反映了航行和停？白状态下的满载和部分装载状态；将温差应力与静水弯曲应力、波浪弯曲应力以及液货和海水产生的静应力和动应力进行合成，最终结果对照许用应力，对全船和局部弯曲强度进行校核；同时研究了由于温差应力的存在对桁材轴向弯曲和剪应力、失稳强度、焊接（型式和尺寸）、开VI（形状，位置，局部加强等）的影响。