基于CSR和HCSR的油船疲劳动载荷对比分析

疲劳动载荷是疲劳寿命评估中寿命计算的关键因素。本文对HCSR和CSR中油船疲劳动载荷的计算要求进行了对比分析研究,并以2.7万吨、4.8万吨、6.5万吨、7.5万吨、11.5万吨、15.9万吨、30.0万吨、30.8万吨和32.0万吨油船为例,计算对比了两部规范下该10条油船中间货舱区域的疲劳动载荷包络值,发现HCSR相对于CSR放宽了对疲劳动载荷的要求。最后从疲劳动载荷方面,为符合HCSR要求的油船结构疲劳设计提出了参考建议。     

梯型油船波浪载荷研究

梯形油船作为具有少压载水的船型之一,可以减少压载水对生态环境的污染,受到了越来越多的关注.但目前尚无明确的规范对其进行结构强度评估,且尚无实船经验,因此有必要对梯形油船进行结构性能研究.船舶波浪载荷设计值的确定是船舶结构性能研究的前提.本文选取了一条与梯型油船装载量相同的且符合CSR规范的常规油船,对两船的波浪载荷进行CSR规范计算和直接计算,通过对结果进行对比分析的方法,来研究梯形油船的波浪载荷特性,并对影响载荷大小的因素进了研究.     

散货船进水条件下的垂直槽形水密横舱壁弯曲能力要求

基于结构力学和塑性铰方法,对国际船级社协会(IACS)共同结构规范(CSR BCOT)和统一强度要求(UR S)中关于散货船货舱进水条件下垂直槽形横舱壁弯曲能力要求进行了分析,并给出了精确的计算公式。以典型Capesize散货船为例,对文章中导得的计算公式、CSR BCOT和UR S18采用的公式算得的结果进行比较,计算结果表明,CSR BCOT和UR S18的评估是偏保守的。     

CSR底部砰击载荷作用下PSM的最大剪力

结合CSR底部砰击载荷作用下PSM最大剪力计算的规范公式,基于梁理论推导出PSM最大剪力的计算公式。以某型成品油船为例,分别采用规范公式法、梁理论法和梁系软件,计算底部砰击载荷作用下船底实肋板的最大剪力,比较3种方法的计算结果,分析其适用性,认为规范公式法和梁理论法只适用于单跨梁结构的PSM,梁系软件可适用于不同复杂程度的PSM;规范公式法计算的结果较保守,梁理论和梁系软件计算的结果接近,建议单跨梁结构的PSM采用本文推导的公式计算,复杂的PSM采用梁系软件或者三维有限元软件计算。     

散货船结构优化设计

基于《散货船CSR共同规范》对沪东中华造船集团设计建造的76 000 DWT散货船进行船体梁载荷包络线优化、规范校核优化设计以及舱段有限元分析优化,有效降低了该船型的结构钢料重量,中国船级社对该船优化后的相关货舱区结构图纸进行了合同前服务和预认可。     

基于CSR-H与CSR的极限强度对比分析

基于协调版共同规范（CSR-H）与共同规范（CSR）,对一型散货船和一型油船极限强度进行评估研究。通过建模分析、载荷计算、结果评估等方面的对比分析,总结出CSR-H与CSR极限强度的变化规律,对今后的设计工作具有指导意义。     

基于HCSR和CSR—OT的油船疲劳有限元法对比分析

为了对比新的散货船、油船协调共同规范和旧的双壳油船结构共同规范,选取两艘具有水平桁结构和两艘具有槽型舱壁油船作为研究对象,对这两种不同结构形式的油船,分别按HCSR和CSR规范的要求,进行加载分析计算疲劳寿命,并基于CSR规定,比较底边舱下折角位置处的疲劳寿命。认为HCSR疲劳载荷选取更加合理,评估体系更加严格。     

环境烈度因子在FPSO船体梁强度评估中的应用

由于作业方式不同,用于计算FPSO与不限定航线条件下船舶设计载荷的规范计算公式不一样,如何将现有的关于普通海船的规范用于FPSO的设计评估是FPSO研究中的关键问题.基于现有常规钢质海船规范,文章采用环境烈度因子(ESF)对用于计算运营于无限航区船舶设计载荷的规范公式进行修正,将修正后的公式作为FPSO设计载荷的计算公式.利用所得FPSO载荷计算公式计算某30万吨FPSO设计载荷,并采用薄壁梁理论对船体梁强度进行校核.将校核结果与未经ESF修正的船体梁校核结果进行比较,发现未经ESF修正的船体梁校核结果明显偏大.同时,采用薄壁梁理论进行船体梁剪切强度评估,可以避免建立全船有限元模型.     

晃荡对CSR油船设计的影响

为明确船舶营运过程中晃荡载荷对不同船型液货舱构件的影响,基于《散货船和油船结构共同规范》,分析晃荡载荷的形成及决定晃荡载荷的因素,结合纵向和横向晃荡在油船中的具体载荷水平,分析晃荡运动对CSR油船液货舱结构的影响,以VLCC制荡舱壁为优化目标,提出新的设计方案,采用MSC.Patran&Nastran有限元分析软件,论证制荡舱壁局部开孔的可行性。     

起重船波浪载荷直接计算与规范计算比较研究

采用基于三维频域线性水动力理论的波浪载荷计算软件Wave Loads Calculation System对1 600 t全回转浮吊船进行了波浪载荷计算(主要指垂向弯矩与剪力),得到不同工况下载荷分布的特点.并将计算结果与中国船级社《钢质海船入级规范》中的规范计算结果进行了比较.研究表明:起重船由于其船型、质量分布和载荷工况不同于运输船,规范计算公式无法对其波浪载荷做出合理评估,而采用直接计算方法,能够根据装载状态,较为准确和详细地预报船体波浪载荷及其分布.     

船体结构强度评估的线性设计波法研究

针对不适用规范公式计算船体波浪载荷的特殊船型,以一艘浮式生产储油船(FPSO)为例,介绍了一种长期预报设计波法,使用该设计波法确定了FPSO的波浪载荷长期预报极值和设计波波浪参数。同时,与规范计算公式及非线性修正后得到的波浪载荷进行比较分析。最后,利用设计波载荷计算结果,对该FPSO的船体结构强度进行评估。分析结果表明,使用长期预报设计波法计算FPSO的波浪载荷具有一定的合理性,其船体结构强度符合规范要求。     

基于HCSR与CSR规范的散货船舱口角隅疲劳计算方法

为比较CSR规范协调后舱口角隅在散货船疲劳评估中的变化和影响,分析HCSR和CSR规范中关于舱口角隅疲劳强度要求的异同,以某散货船为例,完成该实船基于HCSR和CSR规范的舱口角隅疲劳评估,认为HCSR规范的舱口角隅疲劳强度要求有所提高,提出舱口角隅设计建议。     

基于Excel-Mars2000-Isight平台的油船中横剖面结构尺寸优化

散货船和油船共同结构规范(CSR)规定了船体梁总纵强度、局部强度、屈曲强度、疲劳强度等要求。目前,对油船中横剖面结构尺寸优化的研究较多,但设计约束条件通常比较简单,较少考虑CSR中的多种约束条件和载荷,因此优化结果的实用性有待商榷。由于CSR规范条文较繁琐且不断更新,考虑利用船级社规范校核软件进行符合描述性要求的规范计算,在通用优化平台Isight中集成Mars2000软件,实现剖面尺寸自动优化。根据上述优化思路和流程,开发了基于Excel-Mars2000-Isight平台的油船中横剖面结构优化工具。     

矿砂船倾斜舱壁散粒矿砂载荷分布研究

借鉴土力学计算模型,并运用水平单元分析法,对散粒矿砂货物对货舱斜舱壁的压力计算公式和分布规律进行了研究。与经典库仑理论和散货船共同规范计算公式不同,该方法得到的斜舱壁压力在靠近舱底位置呈现出明显非线性特征,该分布趋势与实船测量结果较吻合。通过全船有限元惯性力误差分析,验证了本文建立的矿砂载荷计算方法的合理性,为矿砂船强度校核的载荷计算提供参考依据。     

环境烈度因子在FPSO船体梁强度评估中的应用

由于作业方式不同,用于计算FPSO与不限定航线条件下船舶设计载荷的规范计算公式不一样,如何将现有的关于普通海船的规范用于FPSO的设计评估是FPSO研究中的关键问题。基于现有常规钢质海船规范,文章采用环境烈度因子(ESF)对用于计算运营于无限航区船舶设计载荷的规范公式进行修正,将修正后的公式作为FPSO设计载荷的计算公式。利用所得FPSO载荷计算公式计算某30万吨FPSO设计载荷,并采用薄壁梁理论对船体梁强度进行校核。将校核结果与未经ESF修正的船体梁校核结果进行比较,发现未经ESF修正的船体梁校核结果明显偏大。同时,采用薄壁梁理论进行船体梁剪切强度评估,可以避免建立全船有限元模型。     

半潜船波浪载荷计算研究

基于三维势流理论,计算了半潜船在不同浪向角下的规则波的频率响应函数,同时结合海浪谱推算了设计波参数,并估算了设计波情况下的波浪载荷大小,以及沿船长分布情况。计算了多种载况下弯矩和剪切载荷。在参考相关规范的基础上,把计算所得的波浪载荷与规范进行了比较。由于半潜船的特殊形状,规范里波浪载荷的计算公式适用性有限,需要用直接法来计算。     

穿浪双体船总体设计载荷研究

为了比较分析不同高速船规范的适用性,根据DNV、ABS、CCS和LR规范中关于高速双体船波浪载荷的评估方法,分别对一高速穿浪双体船进行了总体波浪设计载荷的评估.同时对该穿浪双体船进行了水池模型试验,包含规则波与不规则波的试验.试验对该双体船的纵垂向弯矩、横垂向弯矩、横向扭矩和纵摇有关扭矩进行了测量,分析了其传递函数和统计特性.根据对纵垂向弯矩、横垂向弯矩、横向扭矩和纵摇有关扭矩在规范与试验之间的比较分析表明,DNV规范中关于该穿浪双体船总体波浪设计载荷的评估与模型试验值最接近,CCS规范次之,ABS和LR规范中关于该穿浪双体船的总体波浪设计载荷的评估值较试验值大很多,尤其是横向波浪设计载荷的评估.通过对规范计算的总体波浪载荷与模型试验结果及其推断值的比较分析,进一步明确了现行规范对该双体船波浪设计载荷评估的适用性:采用DNV和CCS规范对该双体船进行结构设计是合理的;采用ABS和LR规范将偏于安全和保守.     

适用于汽车滚装船的外飘砰击规范要求对比研究

通过逆解析不同船级规范中关于汽车滚装船外飘砰击校核的计算公式,对不同船级规范采用的计算模型进行了对比,分析了不同规范外飘砰击计算模型之间的差异.以某汽车滚装船为例,对比了不同规范的首部外飘砰击载荷,在此基础上分析了不同规范外飘砰击强度要求之间的差异,为汽车滚装船的首部结构设计提供参考.     

浅析HCSR最小厚度要求对油船的影响

HCSR共同结构规范于2015年7月1日强制生效.HCSR最小厚度要求整合了原CSR油船和散货船的要求,相对油船来说,HCSR最小厚度的要求比CSR要求更高,将导致原来符合CSR的油船设计不再满足HCSR.本文特分析HCSR最小板厚对现有船舶的影响.     

基于等效设计波的船体结构疲劳强度许用应力法

文章总结了中国船级社疲劳强度评估方法中的许用应力范围方法.该方法用10种主要载荷控制参数下的等效设计波作为基本的计算载荷工况,通过基本计算载荷工况进行组合后求解疲劳应力范围.推导了疲劳许用应力范围计算公式和不同概率水平下疲劳应力的转换关系.对不同S-N曲线形式的许用应力范围进行了讨论,给出了中国船级社疲劳强度许用应力范围表格.用实例进行了验证.