冰载荷作用下乙烯运输船结构强度评估

对乙烯运输船在北极航区航行时海冰对船体结构带来的影响进行研究,评估舱段结构强度.以某乙烯运输船为例,根据IACS于2007年出版的《极地冰级规范》(Polar Class)指定冰级,分析冰区船舶所受外载荷,设计加强所选液化气船货舱区结构;采用MSC.Patran/Nastran建立三维舱段模型,进行计算分析,评估货舱段船体结构强度,确保冰区航行船舶结构的安全可靠性.     

冰区航行中船体结构冰压力分布特性的离散元分析

冰区船舶表面冰压力分布规律是其结构安全预警和冰载荷监测的重要辅助信息.本文采用基于GPU(Graphics Processing Unit)并行和粘结-破碎模型的离散元方法模拟平整冰在不同冰况条件下的破碎过程,进而获得船体结构表面的冰压力分布和大小.在冰压力的计算中,考虑时间上的累积效应,即累积最大值和累积平均值,从多个角度分析了船体结构表面的冰压力危险区域和冰压力分布特性.通过船体结构直行破冰的离散元模拟,分析了船体结构的总体冰载荷和局部冰压力.为验证本文方法在船体结构冰压力分析中的可靠性,根据冰载荷的IACS规范计算了船体结构与大块浮冰自由碰撞过程,对比分析了碰撞点上的冰压力.计算结果表明,离散元计算结果与规范对比误差保持在6.7％～18.1％之间.本文方法为冰区船舶的设计研发提供了可靠的分析手段,其计算结果可为船体结构的冰区航行安全预警和冰载荷监测提供合理的辅助决策信息.     

大型油船冰区加强结构设计研究

介绍芬兰-瑞典冰级规范和主要船级社规范对冰级和冰带区域的划分,分析冰载荷及其作用原理。以10.99万吨AFRAMAX成品/原油船为载体,研究结构布置形式及高、低位冰区水线等冰区加强设计难点和对策,指出冰区加强设计中应注意的有关问题,提出冰区航行船舶设计时应遵循的原则,得出IA冰级符号将使船体结构增重1.05%的结论。     

大型船舶冰区结构加强技术研究

冰区航行船舶,船体结构受到冰载荷的作用而产生应力。本结合１１万吨级成品油船冰区加强结构设计,简述规范设计要求及理论计算方式,即碰撞模型的二维模拟计算方法。     

船舶冰区航行作业纪实及注意事项

世界部分区域和港口的冰冻现象给船舶进出和作业造成严重影响,船舶冰区航行作业将面临船员自身安全、压载水排放、螺旋桨保护、船体受损、设备受高寒无法运转、货物装卸无法按计划进行等多方面考验,需要航海人员严格遵守冰区航行的相关规定,充分吸取前人的经验教训并不断积累。以J轮冰区航行作业实践为例,对船舶在冰区航行的准备工作及注意事项加以总结,以期对冬季船舶防冰、抗冰工作提供帮助和参考。     

冰区运输船极地海域航行阻力的模型试验研究（英文）

为了考查冰区运输船在北极结冰海域航行时所受到的航行阻力,进行了一系列室内物理模型试验。试验中船体模型通过一个单向测力传感器与主拖车上的刚性拖曳臂相连。试验包含三种主要的冰条件,即船体独立航行的平整冰条件、在破冰船引导下航行的航道碎冰条件和独立航行的浮冰条件。平整冰及航道碎冰条件下对多种船体航行速度进行考察,而浮冰条件下则针对不同的冰覆盖率展开研究。试验中对冰-船相互作用模式、冰排在船体不同位置处的破坏进程以及碎冰沿船体的运动状态进行了详尽的观测,并对船体的航行阻力进行了有效的测量。此外,文中还对航行阻力均值与极值之间的差异进行了详尽的讨论与分析。结果表明,冰条件与船体航行速度是影响船体航行阻力的重要因素。     

“雪龙2”船体监测及辅助决策系统设计

船体结构强度是影响冰区船舶航行与作业安全性的一个重要因素。我国自主建造的"雪龙2"号船上设计安装1套船体监测及辅助决策系统,利用预埋在船体各部位的光纤传感器测量结构应变、结构温度、加速度等信息,通过相应数据处理实时评估结构强度,给船员提供结构安全警示功能并给出航行作业过程中的辅助决策。该系统有利于提高"雪龙2"号船的结构安全性。文章对"雪龙2"号船上安装的船体监测及辅助决策系统设计进行详细介绍,对其他船舶安装应力监测系统有一定的工程借鉴意义。     

某型远洋渔船冰区加强方案分析

为了得到安全经济的渔船船体冰区加强结构形式,对冰区加强区域结构分别根据BV船级社规范和CCS钢质海船规范进行计算,为了得到直观的计算结果,选出按BV规范计算得出的钢材重量最轻的方案进行有限元直接计算,根据直接计算结果得到钢材强度的利用率,对比发现由于两部规范的冰区加强部分适用船型较广且针对的海域有所不同,其加强内容不是根据渔船特有的作业特点制定的,所以有必要区分商业运输船和渔业捕捞船的工况,针对相应的航行海域选择合适的规范和冰级。     

船体冰载荷的反演确定法（英文）

由于船体结构受到的外部载荷及载荷承受能力决定了船体结构的损伤程度，因此船舶在冰区海域航行的安全性与其受到的冰载荷直接相关。本文根据极地科考补给船S.A. Agulhas II的原型测量数据，给出了两种艉肩部冰载荷的反演确定方法：一种为根据试验建立的影响系数矩阵法来确定肋骨处受到的冰载荷，另一种为利用Tikhonov正则化建立的三种离散方式来确定外板区域受到的冰载荷。计算结果表明，这两种方法均能克服数据处理过程中的病态性并得到船体结构的冰载荷。     

冰区航行船舶推进系统设计的若干考虑

冰区航行船舶由于其特殊的工作环境与气候条件,其设计要求与传统的推进系统有着很大的不同。针对冰区航行条件下船舶推进系统所需要面临的问题,及这些问题所导致的冰区推进系统的特殊性进行了整理和分析,指出了推进系统设计过程中为应对冰区航行条件下的海冰、低温以及空泡噪声等问题所应采取的改进措施,为冰区航行船舶推进系统的设计提供了参考。     

某钻井船冰区海底门设计

随着极地资源不断被勘探发现,极地概念愈发火热。然而,极地水域气候恶劣,故在船舶设计中需充分考虑环境因素对于船体相关系统的影响。海底门在船体中虽仅占很小一部分,却是全船的海水源头,为船舶提供冷却、消防、冲洗等海水,保障船舶正常运行。鉴于其重要性,ABS、CCS、DNV船级社以及IACS极地规范均对冰区航行海底门的设计建造提出了具体要求。文中以某钻井船为例,针对该船需满足ABS Ice Class C0级冰区加强的要求,同时结合后期极地开发的需求,对该船冰区海底门的设计和特点进行详述。     

极区航行的船员资质要求及培训建议

针对国际海事组织以及环北冰洋如加拿大、俄罗斯等国家颁布或实施的一些相关规则,分析冰区航行船员适任资质的要求,船员必须具有相应时间的冰区航行经验或者需要进行冰区航行培训取得资质证明,最后分析中国极区航行培训现状并提出建议。     

极地破冰船冰区结构设计规范对比研究

通过对各主要船级社关于破冰船结构设计的规范进行比较和分析,研究了不同规范关于冰级定义、船体加强区域划分、材料和腐蚀余量、船体外形参数、冰载荷、冰区总强度、冰区构件尺寸以及结构设计细则的具体要求;总结了各种规范体系的特点,为今后极地破冰船的结构设计研发提供了规范参考,具有一定的现实意义。     

船舶冰区航行安全分析

0引言俄罗斯瓦尼诺(Vanino)港位于50°N的北太平洋,每年1月到2月上旬冰情最为严重,2月气温低至-25~-20℃,冰层厚度高达50~60 cm(见图1)。为保证船舶航行安全,笔者总结冰区航行经验,供同人参考。1冰区航行风险船舶航行于冰区,必然面临结冰、船体结构冷热变形、压载水排放、螺旋桨保护、船体受损、设备受高寒影响、无法打开舱盖等多方面考验。2航行前准备工作(1)除进行正常航行前准备外,还须召集船舶     

艉部先行模式下的船-冰碰撞载荷模型试验研究

双向航行极地船舶带来了艉部先行的全新冰区航行模式,然而现行冰级规范中针对艉部区域的设计冰载荷及结构加强水平仍存在着较大的分歧。以我国双向破冰极地科考船雪龙2号为原型开展冰水池物理模型试验,对艉部先行模式下船尾与巨型浮冰的碰撞进行模拟。在碰撞过程中船体冰载荷由粘贴在船尾表面的触觉传感器测得。通过艉部碰撞载荷测试数据,建立了以船体区域因子为基础的艉部区设计载荷评估依据。通过对不同超越概率下艉部区域因子的考察,最终推荐IACS或DNV的建议值,用于双向航行极地船舶的艉部区结构强度设计。针对不同冰级规范艉部区域因子取值的差异,通过讨论设计极限状态与冰条件之间的对应,指出区域因子与极限状态的潜在关联。     

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。     

冰区可航水域的安全航行（续）

编者注:此文的1~5部分有关对海上冰的探测与判断、进入冰区前准备等刊载在本刊2006年第6期。6船舶积冰与避免6.1船舶积冰。在某种条件下的冰区航行,淡水或海水会在船体和上层建筑上造成积冰现象。这种情况对于船舶来说是很危险的,它会造成船舶剩余浮力的减少,并可能造成机械设备、管系以至船体的变形或损坏。因此,应尽量给予避免。淡水积冰。雾、雨和雪造成的淡水积冰,集结在索具上可能使电台和雷达天线工作失效;同时,大量的积冰随着重量的增加和蔓延,会坠落在甲板上继续积聚,使船体所承受的重量逐渐增大。海水积冰。在大风浪情况下航行,而…     

LR推出冰区船结构疲劳评估新工具

该工具可用于评估冰区加强船舶的设计,以减少船体结构发生疲劳破损的风险。ShipRight FDA ICE评估程序检验内容包括船与冰之间相互作用产生的载荷、冰载荷冲击频率、冰载荷的分布、结构响应和低温下船体结构的疲劳特     

航道碎冰条件下极地船舶冰压力分布特性

[目的]为研究船舶与碎冰作用过程中船体冰压力的分布情况,对航道碎冰条件下的极地船舶进行数值模拟分析。[方法]采用离散元法（DEM）对船舶与碎冰进行建模,假设碎冰是由理想的二维圆盘构成,并考虑海流对碎冰单元的浮力、拖曳力及附加质量的影响;利用MT Uikku号冰水池模型试验结果对数值模型进行验证,对比分析不同航速和冰况对船体区域冰压力的影响。[结果]结果显示,当船舶在航道碎冰中运动时,冰载荷主要集中在船首;船首区域的冰压力随冰厚、航速和碎冰密集度的增加而增大,其中冰厚是影响冰压力幅值最大的因素;碎冰区航行船舶的首部区域冰压力影响最大,船首过渡区冰压力影响显著。[结论]所提数值分析方法可为极地船舶安全航行和结构设计提供一定的参考。     

海船都需要冰区加强吗

对于国内航行的海船．有两种令人尴尬的意见。一是因结构设计未进行冰区加强．船舶在冬季被限制进入青岛以北海域。二也是因结构设计未进行冰区加强．被强令删除结冰稳性计算，否则，不被确认船体图纸的统一。其实．这两种意见．都存在基本概念上的混淆。