大型矿砂船货舱段结构强度的有限元分析

大型矿砂船(VLOC)具有船体尺度大、载荷高等特点,对高应力区可能产生应力集中的重要结构构件、节点必须进行三维有限元强度计算分析。以250000 DWT大型矿砂船为研究对象,采用通用软件MSC/PATRAN建立舱段结构有限元模型,按照ABS船级社规范,使用SAFEHULL软件,实现了舱段结构强度的有限元计算分析,对货舱段主要构件进行了直接强度评估,保证了大型矿砂船船体结构的强度安全。     

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.     

25万吨级矿砂船结构设计

超大型矿砂船(VLOC)尺度大,所受载荷恶劣复杂,在结构设计中,有限元分析是必不可少的工作。介绍了25万吨级矿砂船的结构设计特点,阐述了针对矿砂船多发问题所做的优化工作,尤其在货舱布置时设置数量适宜的横舱壁既有利强度问题,同时也便于装卸货的灵活性。     

采矿船舱段有限元强度分析方法研究

采矿船于船舯处有大开口月池贯穿船底用于矿物开采,并且月池前后均匀分布4个矿物储存舱,采矿船兼有矿砂船和钻井船的共性。矿砂船横剖面形式采用方形截面设计,便于舱内矿物海上输入输出转运作业。舱段有限元相对于全船有限元更加方便快捷,航行状态下采矿船内、外载荷与矿砂船类似。因此对于航行状态,该文按照CCS船舶规范,从结构型式、模型范围、工况选取及参数设置等方面考量,并应用CCS-HCSR-TOOLS软件进行舱段有限元强度分析;根据计算分析结果得出采矿船前期设计需要特别关注的区域,为采矿船结构设计和强度分析提供思路和方向。     

基于CSR-H规范的大型矿砂船艏货舱结构强度分析改进方法

基于CSR-H规范要求对大型矿砂船艏货舱结构进行有限元直接计算,实船分析发现,在某些压载工况条件下,按CSR-H要求进行剪力弯矩调整时,由于局部修正弯矩过大将造成船体艏部上甲板等结构局部大变形现象。结合大型矿砂船舱室布置、外载荷特点以及剪力弯矩调整计算原理,分析相关原因,提出改进方法,可有效避免矿砂船艏货舱强度分析中因局部结构大变形而造成计算结果失真的问题。     

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.     

40万吨矿砂船货舱段局部强度分析

介绍了基于DNV规范对一艘40万吨矿砂船的结构强度进行有限元分析.应用DNV的Sesam和Nauticus Hull软件对该船屈服、屈曲强度进行分析评估,并依据结果对船体结构型式和尺寸进行了优化和加强.其分析结果与加强方案对超大型矿砂船结构的强度分析具有一定的参考价值.     

《矿砂船船体结构强度直接计算指南(2020)》 发布

正为适应工业界对大型矿砂船的开发和设计的需要,配合国家开展大型矿砂船船型开发研究的计划,由原国防科工委立项,经造船工程学会委托,中国船级社在2009年基于我社《钢质海船入级规范》、《双舷侧散货船结构强度直接计算指南》、《油船结构直接计算分析指南》、《船体结构疲劳强度指南》等规范及指南的基础上研究编写了大型矿砂船结构强度直接计算指导性文件。根据多型矿砂船的审图、入级反馈,中国船级社重新修订了该指导性文件,于2014年颁布了《矿砂船船体结构强度直接计算指南(2014)》。     

DNV GL新规范对大型集装箱船结构设计的影响

从总纵强度、舱段有限元和典型结构局部强度三个方面解析了DNVGL规范与GL规范在集装箱船结构方面的内容差异。以一艘14500TEU集装箱船为算例，分析了DNVGL规范对大型集装箱船结构设计的影响。结果表明，DNVGL规范对于集装箱船的总纵强度和舱段有限元提出了更高的要求，而在压载舱边界结构和艏部砰击方面的要求相对于GL规范有所降低，存在一定的优化空间。     

94.3m集装箱船艉部结构局部强度校核

根据《集装箱船结构强度直接计算指南》(2005),以94.3m集装箱船艉部结构作为研究对象,使用大型有限元软件MSC.Patran/Nastran建立艉部结构有限元模型,选取5种装载工况进行强度校核。结果表明:艉部结构强度满足规范要求,可为集装箱船的结构设计与优化提供参考。     

超大型矿砂船舱口盖载荷的局部强度分析

介绍了一艘超大型矿砂船在施加舱口盖载荷工况下,对相关的横向强框结构局部强度进行解析法分析。通过有限元法对强框处屈服、屈曲强度进行分析评估和理论验证。对比了国际船级社协会(IACS)《船舶结构强度》统一要求第21条(URS21)规定的舱口盖载荷均布施加于舱口围和实际集中载荷的四种不同工况下的结果 ,依据结果进行了结构合理加强。其分析结果与加强方案对超大型矿砂船局部强度分析具有一定的参考价值。     

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。     

VLOC横撑材结构的屈曲评估及设计参数影响分析

以某超大型矿砂船(Very Large Ore Carrier, VLOC)为例,基于中国船级社(CCS)《矿砂船船体结构强度直接计算指南》和《矿砂船船体结构高级屈曲评估指南》,对VLOC边舱内强框架上典型横撑材结构的柱屈曲、扭转屈曲和组合扭转/柱屈曲强度进行计算分析。针对VLOC横撑材结构的受力特点,通过几种截面形状的比较和对水平桁宽度、面板偏心等相关设计参数的影响分析,对于改善VLOC横撑材截面形状设计和材料选用给出一些指导性的建议。     

大型矿砂船复杂节点疲劳寿命分析方法研究

本文基于中国船级社疲劳指南中散货船的总体要求,结合大型矿砂船结构布置与实际装载模式的特点,建立了针对矿砂船复杂节点的疲劳强度评估方法。通过对实船装载数据的统计,提出了适用于疲劳评估的典型装载工况及各工况静水弯矩系数、时间分配系数和相关运动参数的推荐值。基于本文的评估方法,对三型矿砂船复杂节点的结构疲劳寿命进行了分析,筛选得到矿砂船疲劳评估的关键位置,并总结了共性规律。本文研究工作可为大型矿砂船疲劳强度评估提供参考。     

40万吨超大型矿砂船典型结构缺陷

根据第一代40万吨超大型矿砂船(VLOC)的状况勘验情况,对船舶的典型布置和结构特点进行概括,并对船舶的典型结构缺陷进行总结。基于结构特点和运营中的结构受力情况,对典型结构缺陷进行分析。基于分析结果,对典型结构缺陷的处理措施进行介绍。根据现有结构状态,提出结构检验注意要点,为第一代40万吨VLOC的后续结构检验提供指导,也为即将投入运营的第二代40万吨VLOC的结构检验提供参考,以有针对性地对40万吨VLOC进行结构检验,提高结构检验效率。     

超大型矿砂船典型节点优化设计研究

以两条超大型矿砂船为例,采用节点细化有限元分析方法,对一系列高应力区域进行研究。以双层底局部短纵桁与内底/外底纵骨连接处、槽型横舱壁与纵舱壁相交处、边舱平面横舱壁水平桁趾部等位置为例,对应力集中节点的结构优化方案进行了比较计算,得到的结论对这些区域的节点设计具有一定指导意义。     

大型矿砂船横摇转动半径的一种估算方法

针对矿砂船质量分布的特点,研究矿砂船横摇转动半径的估算方法,通过3型矿砂船的对比,分析矿砂船横摇转动半径的特点,针对大型矿砂船不同的装载工况给出一种横摇转动半径的估算公式。以某型矿砂船为例,通过对比分析研究横摇转动半径估算值对载荷和结构应力的影响。研究表明该估算公式是合理的。     

3000t自航起重船结构设计与强度分析

结合现行规范和强度分析,对3000t自航打捞起重船进行船体结构设计。借助有限元分析手段,对特定局部结构进行分析;并根据CAP437的要求,对直升机平台进行布置以及对其强度进行校核。吊重作业时,实测船体变形情况符合预期,强度和刚度令人满意。     

超大型矿砂船及设计要点

简要介绍矿砂船的特点,对国内首制30万吨级超大型矿砂船的设计要点进行归纳总结,包括船型确定、结构和主要舾装设计的重点。本船采用垂直型船首,提高载重吨和推进性能。