上层建筑一体化船型的船体梁总纵强度计算方法研究

目前许多船型进行上层建筑一体化结构设计,把上层建筑和主船体连成一体,舷侧线型从主船体一直延伸到上层建筑甲板。在按现有规范进行船体梁总强度校核时,会遇到如何计算包含上层建筑的船体梁剖面模数和总强度应力等问题。文章引入了上层建筑面积折减系数和上层建筑有效度系数,建立了它们之间的数值关系,给出了上层建筑一体化船型的上层建筑船体梁横剖面参数和参与总强度有效度的工程计算方法,可应用于该类船型的设计计算和船体梁总强度校核。     

长上层建筑计入船体梁总纵强度研究

目前许多船型设计长上层建筑,主船体舷侧一直延伸到上层建筑甲板。规范进行船体梁总纵强度评估时,会涉及船体横剖面剖面模数和船体梁弯曲正应力的计算方法。综合考虑上层建筑有效度和剖面折减系数,研究了长上层建筑参与总纵弯曲的船体梁理论,应用了长上层建筑和主船体弯曲正应力的计算方法,验证了该方法对具有多层长上层建筑甲板船型的适用性,可应用于对具有长上层建筑的船舶初步设计校核。     

基于PCL语言的船体剖面特性计算

船体剖面的中和轴与惯性矩等剖面特性值是船舶结构有限元分析过程中的常用参数。目前,大部分计算剖面特性的软件需要单独建立剖面模型,而不能直接基于已有的有限元模型进行计算。本文推导了倾斜板和骨材剖面自身惯性矩计算公式,并基于PCL语言编写直接从Patran模型数据库读取几何信息,计算船体剖面面积、中和轴高度和惯性矩的程序。程序考虑梁单元的偏心,能够智能识别纵向构件,自动侦测并剔除横向构件,对剖面特性变化大的部位也能够精确地计算出剖面特性值。     

5500TEU集装箱船扭转强度分析

综合考虑集装箱船扭转强度分析的几种通用方法,以5 500 TEU集装箱船为例,采用基于薄壁梁约束扭转理论的SDASH软件分析在斜浪状态下由波浪扭矩引起的翘曲正应力,再与船体梁弯曲正应力叠加,考察该船的船体梁总纵强度,进行总体扭转强度分析。认为从提高剖面的扇性惯性矩出发,增加相应构件的板厚,对提高大开口船型的扭转强度具有明显的效果。     

泰州靖江港区某高桩码头工程设计

通过对泰州靖江港区某码头自然条件、设计船型资料、工艺要求及荷载特点的分析,从总平面设计和水工结构设计等方面阐述码头设计内容,提出高桩梁板式结构作为码头结构方案。结合长江下游码头设计中船型众多、水位差较大、码头前沿面层开孔较多、桩基形式多样且沉桩需考虑水深因素等特点,详细介绍了高桩码头的结构设计重点和要点。并对高桩码头及引桥桩型选择和桩基布置、结构计算进行了分析论述。     

大型船舶上层建筑-主船体剪切耦合方法研究

对于大型客船、豪华邮轮等船舶，上层建筑参与总纵弯曲的程度较大，主船体与上层建筑之间的作用关系非常复杂。探究大型船舶上层建筑-主船体间的各向耦合关系对于改善大型船舶的力学性能、结构安全等具有十分重要的意义。本文基于双梁理论和耦合梁理论，重点研究上层建筑-转换层-主船体之间的纵向剪切耦合关系，提出一种适用于带有大型上建船体结构的简化耦合梁方法。通过建立耦合梁结构的控制方程，获得上建与主船体间的弯矩-曲率关系、剪切耦合关系以及耦合刚度-极限剪切位移之间的关系，从而有效表征大型上建与主船体间的相互作用。经实例分析，验证了该耦合梁方法的准确性和有效性，可以为带有大型上层建筑船舶的极限强度研究、设计优化等提供有益参考。     

邮轮船体的总纵弯曲强度分析

基于中国船级社(China Classification Society, CCS)《邮轮规范》,在实船验证的基础上,重点研究邮轮船体总纵应力分布、上层建筑有效度和总纵强度评估方法,并指导规范使用。分析邮轮船体结构的特点,明确邮轮的船体结构与其他船型的关键区别,指明邮轮船体总纵强度分析的重点。基于《邮轮规范》中的整船直接计算方法,分析总纵弯曲应力和剪应力的分布规律,指出在设计初期的关注点,归纳上层建筑有效度的变化特性。基于船体梁理论,考虑上层建筑有效度,提出评估总纵强度的有效方法。     

3万吨级全直桩梁板式集装箱码头施工技术

孟加拉吉大港新锚地集装箱码头为全直桩梁板式结构,该码头设计船型为3万吨级。在此之前,国内全直桩梁板式码头的设计船型均未达到3万吨。该码头设计新颖,对施工要求较高。文章介绍了该码头桩基,箱梁,梁、板,面层及附属结构的施工技术和质量控制。     

74500t散货船船体结构设计改进探讨

作者阐述了74500t散货船船体主体结构设计上的8点改进。探讨了上层建筑围壁板厚度及振动，最后对实船船体设计中的修改，提出了修改的建议：1)双层底纵桁板厚度不能分割过细；2)尾柱纵向垂向板格不能划分过小；3)上层建筑结构中，调整加大窗孔区内上下右左扶强材的的间距；4)设计人员应熟悉IACS的要求。     

邮轮典型开孔高腹板板架结构极限强度分析

[目的]开孔高腹板板架结构是在大型邮轮上层建筑中广泛使用的一类特殊结构,为建立此类结构的设计方法,需充分掌握大型邮轮上层建筑典型开孔高腹板板架结构的力学特性。[方法]综合运用经典加筋板理论与非线性有限元方法,分析甲板初始缺陷、纵桁规格、腹板开孔对板架纵向受压极限承载能力的影响规律。[结果]发现薄板板架对于初始缺陷更为敏感且不同于厚板板架的初始变形模式,纵桁对纵压极限能力贡献度较大,纵压极限承载能力对开孔比例、开孔形状敏感性较低,开孔位置决定崩溃破坏屈曲带的位置,进而揭示了开孔高腹板板架的破坏失效模式。[结论]所得甲板初始缺陷、纵桁几何尺寸、腹板开孔诸因素对开孔高腹板板架极限强度的影响规律,可为邮轮结构轻量化设计及安全性评估提供指导。     

上层建筑压筋板条剖面特性计算与等效转换

为了计算上层建筑压筋板条的局部振动固有频率,根据典型压筋板条形状特征,推导计算压筋板条面积、惯性矩等剖面属性,将压筋板条当作两端简支梁计算其振动固有频率,避免发生共振。当板格跨度与压筋条间距相比较大时,能满足工程精度要求。采用有限元法预报船舶总振动固有频率和局部强迫振动响应,需要基于剖面特性等效原理,将计算得到的压筋板条剖面特征值等效转换为T型材加筋板,用于有限元建模。通过编写转换程序,从保证振动特性一致性角度考虑,保持转换前后的面积和惯性矩一致,取中和轴高度与原压筋板中和轴高度最接近的T型材作为等效替代。由于压筋板比传统加筋板生产制造更为便利,目前越来越多的大型船舶上层建筑内围壁采用压筋板的型式,研究成果可以为压筋板的设计和振动评估提供参考。     

极地重型破冰船结构设计特点浅析

极地重型破冰船是极地航路开辟、救援支援、科学考察及资源开发的重点保障装备。与中低冰级极地船型/破冰船相比，由于其高冰载荷作用环境特点，该船型在高强度钢/特种材料应用、冰载荷作用下结构安全评估以及船体结构布置设计等方面有其鲜明特征，需予以重点考虑，不可武断地沿用以往针对中低冰级极地船型的结构设计经验。该文以某型PC2级极地重型破冰船型为例，总结其结构设计/评估经验，重点就冰区构件高强度结构钢应用、冰区外板复合钢板应用需求与特点、非线性评估技术应用对冰区构件尺度影响、冰致剪力/弯矩分布特点及其对主船体内部平台、桥楼侧壁等非冰带区构件设计影响展开讨论，阐明此类船型结构设计特点及其与中低冰级极地船型/破冰船在整体结构布置思路、冰区结构设计评估方面的主要区别。文中认为：随着冰级的升高，冰载荷的影响已不仅仅局限于冰区外板及其附连构件区域，在冰区构件材料选型及整船全局性结构布置、设计等方面也会产生重大影响。     

外置式耐压液舱实肋板拓扑和开孔尺寸优化

[目的]为了简化建造工艺和减轻液舱结构重量,对外置式耐压液舱实肋板结构进行拓扑优化和开孔尺寸优化设计。[方法]首先,利用Hyperworks/Optistruct对外置式耐压液舱整体模型进行结构应力分析。然后,在拓扑优化中,除与液舱壳板和耐压船体壳板相连的约100 mm长条状范围外,以实肋板其他范围内的单元密度为设计变量;以与实肋板相连的液舱壳板和船体壳板上结构的典型应力及实肋板体积分数为约束,以实肋板上最大Mises应力最小化为目标,针对满载和空舱两种工况,利用商用软件Hyperworks/Optistruct对实肋板结构进行拓扑优化。最后,基于Matlab和ANSYS联合优化,以实肋板上von Mises应力和剪应力为约束,以相应结构重量极小化为目标,对实肋板开孔进行尺寸优化,从而得到精细化开孔方案。[结果]拓扑优化结果表明,外置式耐压液舱实肋板开减轻孔应集中在中、下部。开孔尺寸优化结果表明,相比初始方案,实肋板剪应力增加38%,其他关注区域应力相当时,内部实肋板上结构重量可降低19%。[结论]两类优化设计均表明,外置式耐压液舱实肋板开减轻孔应集中在中下部,且从下到上开孔面积应逐渐减小。     

7000 t成品油船设计要点

首先介绍了7000t油船船体部分的船型、主要量度、舱室和总体布置情况,着重对船体结构、主船体、上层建筑等进行了分析;接着介绍了轮机部分船舶设备、轴承布置和动力系统组成.该船结构强度满足要求,具有良好的技术经济性能.     

基于动力刚度法与离散方案库的船舶板架结构动力优化设计

文章提出了一种基于动力刚度法和离散方案库的船舶板架结构动力优化设计方法。首先把船舶板架结构分解成由多个离散梁组成的组合结构,使用动力刚度法来分析计算带有机械隔振装置的船舶板架结构的固有频率和动力响应;应用等效静力算法计算结构在动载荷下的应力分布。与传统有限元方法相比较,文中分析方法具有计算精度好、运算速度快的优点。针对船舶板架结构的特点,结构动力优化设计选取纵桁和横向构件剖面惯性矩作为设计变量以减少设计变量的个数,并建立满足构件剖面尺寸搭配关系要求的构件尺寸方案库,在方案库中选择惯性矩大于设计变量取值且剖面面积最小的构件,直接得到结构参数离散值。最后通过船舶板架结构的动力优化实例验证了文中方法的有效性。     

船体舯剖面结构最优化设计方法及其应用

在船体肿剖面结构设计中，构件的布置，剖面尺寸、板厚、构件数目等都是取整数或按标准选取规格型号，因此，在最优化设计中，设计变量大部分是整数或者规格型号离散型变量。本文在船体结构离散变量最优化设计方法的基础上，作了一些必要的改进与增删。用该离散型复全形法对船体舯剖机面结构的布置，构件尺寸、板厚的确定先进进行了优化设计，取得了很好效果，并编制制了计算机程序（ＹＨＺＰＭ），可在微机上运行。它对结构方案设计     

船舶梁肘板的设计方法

在较全面研究梁肘板及相关问题，即梁肘板的受力（应力集中与疲劳损伤）和梁肘板的结构工艺性问题后，本文提出了船体结构梁肘板的两种设计方法：线弹性理论计算法；规范设计法。     

Tekla Structures在板壳式生活楼建造中的应用

<正>板壳式结构拥有良好的结构性能，现已广泛应用于船体结构及其上层建筑，板壳式生活楼与传统的框架式生活楼相比，用板架代替梁柱结构，甲板及墙皮板同时作为主要结构件参与整体结构强度计算，因此结构可减重15%～25%，而且焊接大多为填角焊，自动焊使用率高，所以板壳式结构越来越多地应用于生活楼。Tekla Structures是一个功能强大的三维建模软件，广泛地应用于海洋工程的加工设计中。     

船体薄壁梁剖面特性参数计算方法

讨论船体薄壁梁剖面特性计算的4种主要方式，并以一个“标准”的船体剖面对采用各种计算方式得到的剖面特性参数的结果进行比较和分析，说明在大开口船舶弯扭组合强度计算分析中，采用等效板厚的方式引起的误差不大。     

基于ABAQUS的板梁组合结构建模方法

有限元分析法对船舶领域的计算模拟难点在于其庞大的结构,ABAQUS针对这类大型问题,拥有专门的技术在工程应用领域解决此类问题。针对船舶板梁组合结构的特征,对比分析了常用有限元建模方法,以自升式海洋平台为例,并结合ABAQUS软件建模特点对平台船体进行建模与分析,验证了壳梁组合建模的高效性,为相关设计和建设者在进行海洋平台、船舶设计和优化过程中提供了设计理论基础和思路。