基于美国船级社“DLA”船级符号要求的超深水钻井船的水动力分析

以超深水钻井船为例,介绍符合美国船级社“DLA”(dynamic loading approach)船级符号要求的水动力分析方法;运用美国船级社开发的DLA/SFA FOS综合软件系统,对该船波浪载荷进行预报,推导出不同工况下的等效设计波;对工作水深达到3 500 m,钻井深度达到15 000 m的新型超深水钻井船,利用FEMAP和NASTRAN程序进行全船有限元模型的应力分析计算,对结构强度进行评估.     

深水钻井船泥浆处理模块结构设计与强度分析

以某深水钻井船泥浆处理模块为研究对象,介绍模块结构的设计特点,并根据美国船级社规范的要求,应用有限元软件对结构进行强度分析,验证该设计满足船级社规范要求,为其他类似结构设计提供参考。     

超深水钻井船总强度评估的应力设计波法研究

针对超深水钻井船总强度评估的等效设计波方法进行了探索研究。鉴于超深水新型钻井船的月池开口对船体强度具有重要影响,特别针对月池角隅位置探索了以应力为目标的设计波研究方法,针对目标单元进行屈服校核。通过比较分析基于传统主控载荷设计波和应力设计波的船体结构应力结果,探索应力设计波方法在超深水钻井船上的应用。结果表明,应力设计波法对关键位置的应力极值搜索更为全面,得到的结构关键位置的屈服应力总体上大于传统主控载荷设计波法,能够更全面地涵盖目标位置可能出现的最大应力。基于应力设计波法对具有特殊结构的新型钻井船总强度进行评估,可以弥补传统主控载荷设计波方法的不足,更好的保证船体结构安全。     

超深水钻井船隔水管舱段结构总体强度分析

为分析超深水钻井船隔水管舱段结构总体强度,利用美国船级社(ABS) Drillship 2. 0软件,结合ABS钻井船规范进行有限元建模、加载和分析,对目标舱段的应力分布结果进行强度评估。计算结果表明:隔水管舱段满足屈服、屈曲和疲劳强度要求。     

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。     

基于设计波法的FPSO全船有限元分析

为了准确评估FPSO的结构强度及变形水平,采用谱分析法对FPSO剖面波浪载荷进行长期预报并确定设计波参数,对FPSO进行全船有限元直接计算,并将波浪载荷预报值与规范值进行对比。结果表明:全船分析充分考虑了局部载荷对结构响应的影响,真实反映了FPSO整体的变形和应力水平,船体结构满足强度要求,波浪载荷预报值比规范值大60%。设计波法克服了传统经验公式估算载荷带来的结果偏差。     

深水钻井船屈服与屈曲强度评估研究

本文依托于上海振华重工深水钻井船研发项目,根据ABS船级社的钻井船规范对钻井船开展研究,总结出钻井船屈服与屈曲强度评估流程,研发了相应的计算程序解决该方面的分析问题,并利用某油船的数据验证了本文相应流程及程序的合理性,相关研究结论,具有工程指导重要意义。     

“渤海9号”吊机立柱有限元分析

“渤海9号”钻井船需要更换2台甲板吊机,则需要新制吊机立柱.根据船体结构、操船手册、新吊机资料、原有吊机将军柱结构和甲方的要求给出新吊机立柱初步更换设计方案.按照船级社相关规范的规定,建立立柱及船体有限元模型,确定分析工况和载荷,进行强度计算分析.根据有限元分析结果,确定立柱最终设计方案,给出与立柱连接的船体结构相应的加强方案,使其新结构满足船级社相关规范要求及业主的使用要求.     

大型集装箱滚装船全船结构有限元分析

以沪东中华设计建造的大型集装箱滚装船为研究对象,根据其船型特点进行全船结构有限元分析。提出了基于悬臂梁理论施加垂向力的方法,能够精准地达到船体梁目标弯矩分布,完成该船的总强度有限元校核,并对后续全船有限元强度分析需要重点考核的区域进行了预测。基于ABS船级社全船直接计算指南,采用ABS-DLA/SFA系列软件,用三维流体动力计算程序对波浪随机载荷进行长期预报,并在此基础上制定了主导设计波参数组,进而得到全船结构在各设计波上的应力分布,以对艏艉集装箱与舯部滚装货舱之间的两个关键过渡区域进行局部细化强度分析,通过各种特殊设计手段解决应力集中问题。论文采用的全船总强度校核和有限元分析方法可为其它超大型船舶的结构分析提供参考。     

超深水多功能钻井船总体强度直接计算分析

针对带有试采、储油功能的第七代超深水多功能钻井船的总强度,根据其功能与结构特点,选取钻井船在钻井、试采储油、自存、迁移4种工作状态下的装载工况,考虑作业、生存和迁移3种载荷工况下不同的环境条件,采用谱分析方法获得3种工况下的波浪载荷与设计波参数,完成整船有限元模型在各个设计波工况下的强度评估。对关键区域的结构进行设计改进,总结该船与常规钻井船在结构设计与应力分布上的差异,计算结果表明,带有工字型月池开口的钻井船船体强度满足规范要求。     

内河船舶波浪载荷研究

利用内河波浪散布图和修订波浪谱对内河系列船舶进行了波浪载荷的计算预报,首次分析了内河船舶波浪载荷的规律和特点,并与俄罗斯内河登记局(RRR)和法国-德国船级社(B-G)的内河规范载荷对应的等效模数要求进行了比较分析。结合实船测试结果表明：波浪载荷变化规律与国外同类规范一致,预报波浪载荷水平与测试结果及国外同类规范要求相当。内河船舶波浪载荷预报应考虑航速和水深的影响,载荷预报结果可以作为制定内河波浪载荷公式的基础。     

内河船舶波浪载荷计算预报及规律

利用内河波浪散布图和修订波浪谱对内河系列船舶进行波浪载荷计算预报,分析内河船舶波浪载荷的规律和特点,与俄罗斯内河登记局(RRR)和法国-德国船级社(B-G)有关内河规范载荷对应的等效模数要求进行比较,并结合实船测试结果进行分析。结果表明:波浪载荷变化规律与国外同类规范一致,预报波浪载荷水平与测试结果及国外同类规范要求相当;内河船舶波浪载荷预报应考虑航速和水深的影响,载荷预报结果可以作为制定内河波浪载荷公式的基础。     

深水钻井船波浪载荷预报

以两艘钻井船为例,分别计算其波浪载荷传递函数和波浪载荷长期预报值,将计算结果与规范计算值比较,且对其中一艘钻井船计算其不考虑月池开孔时的波浪载荷预报,试图找出钻井船与常规船型的差异,为结构设计人员在钻井船设计方面提供一定的借鉴。     

大型滚装船弯扭强度整船有限元分析

以大型滚装船为研究对象,采用现代的三维全船有限元分析技术及DNV船级社的SESAM软件系统,为全面研究整船弯扭强度,建立了全船有限元结构模型、质量模型、水动力计算模型;应用三维辐射—绕射理论和有限元程序进行波浪载荷的长期预报,在此基础上确定设计波参数;对全船结构有限元模型在设计波载荷作用下分析计算得到各种工况下船体结构的应力、变形响应,获得船体结构强度特点,对该类船舶的结构设计优化和强度分析有一定的参考价值,同时对其他类型船舶弯扭强度全船有限元分析有借鉴意义。     

考虑破冰情况的极地甲板运输船螺旋桨设计研究

针对具有破冰能力的极地甲板运输船螺旋桨提出了一种设计方法。设计满足国际船级社协会的Polar Class规范及俄罗斯船级社RMRS规范。在设计过程中,应用升力线理论进行设计,并结合升力面理论修正的方法,对设计结果进行了规范公式要求的计算校核,进一步又通过直接计算方法对其进行了PC规范的强度校核;在多种校核结果指导下调整了螺旋桨的某些设计细节,使螺旋桨强度达到规范的要求。并在此基础上对安装该桨的工况进行航速预报,结果表明:航速达到设计要求。说明本文的设计方法可用于具有破冰能力的极地甲板运输船的螺旋桨设计。     

《散货船结构共同规范》疲劳强度研究

2006年4月1日，国际船级社协会（IACS）颁布的《双壳油轮结构共同规范》和《散货船结构共同规范》正式生效，与以往各船级社规范相比，共同规范（CSR）对船舶的安全性提出了更严格的要求。本文结合等效设计波原理对《散货船结构共同规范》的载荷和疲劳强度校核制定的理论依据做初步的研究，应用共同规范对一条21万吨单壳散货船典型节点进行疲劳强度校核，并把计算结果与CCS《船体结构疲劳强度指南》的结果进行了对比分析，对共同规范的一些规定的合理性提出了自己的看法。     

钻井船月池区舱段有限元典型设计工况

现阶段各船级社规范对钻井船舱段有限元法的载荷选取与装载工况制定并未形成统一意见，这对结构设计造成较大的困扰。针对这一问题，对某型钻井船月池区舱段有限元分析方法与载荷选取思路进行阐述，同时对设计装载工况开展大量对比计算，通过结果分析得出一套典型装载工况与舷外水压力方向组合方式供参考。对比船体梁理论法与全船有限元法的计算结果，对舱段典型工况选取的必要性进行分析，以避免过分保守导致结构经济性下降。     

超规范散货船船体结构总纵强度有限元分析

对"超规范船舶"总纵强度的校核,规范上的经验公式及常规计算方法已不再适用。以某超规范散货船为例,采用全船有限元分析方法,利用SESAM软件建立水动力模型进行波浪预报并导出设计波,利用MSC.PATRAN建立全船结构有限元模型并施加设计波载荷、货物载荷等对船体结构总纵弯曲强度进行了计算评估。计算结果表明结构应力在许用范围内,且该方法能够准确地反映船体结构的变形和应力分布情况。设计者可以针对高应力区域进行局部加强,这对"超规范船舶"船体结构设计及优化具有重要指导意义。     

船体结构强度评估的非线性设计波法研究

介绍了一套基于非线性设计波法的船体结构强度评估方案,并以某深水多功能水下工程船为例:基于谱分析方法确定设计波参数;采用DNV船级社推出的Wasim这一基于Rankine源方法的时域线性/非线性船体运动与载荷预报程序,计算并获得船体在非线性设计波下的运动、载荷时历响应;采用Fortran编写接口程序,将Wasim计算得到的水动力网格上的水动压力信息,通过空间映射及插值,传递到Patran有限元网格上;采用MSC.Patran/Nasrtan这一船舶与海洋工程专业常用的有限元软件,计算获得非线性设计波下船体结构应力时历响应,可与线性设计波方法下的计算结果进行了比较。该研究验证了在船舶结构设计中考虑波浪载荷非线性影响的重要性,可为船体结构基于非线性设计波法的强度评估提供参考。     

基于设计波的载重3600t干货船结构强度直接计算分析

为准确评估超规范的载重3600t大通舱干货船的弯扭强度及变形水平,采取全船水动力分析及全船有限元直接计算的方法,对各工况下的主要载荷参数进行长期预报,推导出对应等效设计波各参数。根据等效设计波求出各工况全船所受的波浪诱导动载荷,施加到全船有限元模型上,进而对船体弯扭强度及变形水平进行评估。比较了单舱船及货舱中部设一道横舱壁的两舱船,得出单舱船屈曲强度不足的结论,并提出改善屈曲强度的方案。