基于目标弯矩的舱段结构总纵强度直接计算方法

在仅知船体各站垂向弯矩的情况下,以某船舱段模型总纵强度直接计算分析为例,应用3种方法计算舱段内各强框架处模拟浮力与总重之差的等效节点力,并加载计算,结果分析表明,施加等效节点力来模拟浮力与总重之差进行舱段总纵强度评估的方式是可行、合理的。     

5万吨级成品油船典型节点设计优化

随着油船共同结构规范(CSR)的推出,对油船的设计和开发影响很大,但业界讨论的大多是对规范实施中的变化、计算方法及计算工具等,如何详细分析评估油船结构节点的强度则较少提及。在此,基于CSR给出的油船结构节点细化分析的实施要求及衡准,以某5万吨级成品油船的槽形横舱壁顶凳底板与舷侧水平桁相交区域和槽形横、纵舱壁顶凳底板十字相交区域为例,对节点不同设计方案进行计算,经比较分析取得符合CSR的结构要求和衡准的设计方案。整个方案设计的过程及对油船典型节点的细化分析,可供同行在节点设计中参考。     

大型集装箱船整船有限元分析计算技术研究

本文在研究大型集装箱船整船分析的基础上,总结研究和发展了二种集装箱船整船有限元分析时调整节点力和惯性平衡的处理方法.对于正确地进行大型集装箱船整船结构强度直接计算具有指导作用和实用价值.同时本文提出了对集装箱船整船结构强度分析的分工况计算和应力合成技术,可应用于集装箱船的整船结构有限元计算分析.     

集装箱船扭转强度及总强度的规范计算方法研究

本介绍了集装箱船扭转强度及总强度的规范计算方法，并以一96TEU内河集装箱船为例，详细计算了扭转强度及总强度，从中得出必须重视大开口船翘曲正应力的计算等结论。     

基于有限元力矩阵精确确定三舱段有限元模型边界力的计算方法

双壳油船结构统一规范要求进行三舱段的有限元模型强度计算.本文采用有限元力矩阵节点力计算方法,可以精确计算确定三舱段的有限元模型两端部应施加的边界力(弯矩和剪力),为正确实施三舱段的有限元模型的边界力计算提供了实用的计算方法.     

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。     

基于设计波法的超大型集装箱船疲劳强度评估

基于BV规范中的疲劳强度计算评估方法,论述了设计波法的基本原理,给出了确定设计波载荷的基本流程和疲劳累计损伤组合计算的方法,并据此对某超大型集装箱船的重点位置结构进行疲劳强度的计算分析与评估。     

10000箱大型集装箱船典型货舱结构极限强度

目前集装箱船的运力越来越大,在追逐高效设计的时候往往忽视了结构的安全可靠性,近10年里有多艘大型集装箱船发生了安全营运事故,甚至有2条在海上直接发生船体结构失效折断的恶性事件,据调查其在设计中低估了结构承载能力。为了保证大型集装箱船在营运中使用的安全性和航行时结构的可靠性,国际船级社协会专门组织部长级会议研讨提高载荷设计值,要求评估典型货舱结构的极限强度,修改集装箱船的规范要求,以此避免今后大型集装箱船再次遭遇严重事故。本文针对1艘10 000箱大型集装箱船的典型货舱结构,基于逐步破坏法和非线性有限元法,分别计算了垂向和水平方向的极限强度,以及垂向和水平联合作用下的极限强度。计算结果表明,在初步设计阶段评估大型集装箱船的货舱结构极限强度时,可以采用规范要求的逐步破坏法,但是考虑到海上波浪环境条件的恶劣性,以及集装箱船自身结构的特殊性,应该利用非线性有限元法进行直接计算。     

336TEU集装箱船横向强度有限元直接计算

利用MSC/PATRAN、MSC/NASTRAN对336TEU集装箱船的横向强度进行了有限元强度计算。给出了外载荷的计算方法和边界条件的施加方法,并在10种工况下对336TEU集装箱船进行了横向强度有限元分析。通过有限元分析得到的结论可用于指导集装箱船的结构设计与优化。计算结果表明结构强度满足强度要求。     

基于剪流分布规律的节点力加载方式在船体结构有限元分析中的应用

船体结构强度评估是船舶建造与设计过程中的重要环节。本文在总结研究现有的船体结构有限元分析加载方式的基础上,提出基于剪流分布规律的节点力加载方式。对于为模拟船体梁载荷而在各剖面处施加的集中力以及为进行强度计算需在各剖面处施加的调整载荷,使用本文方法将其离散至单元网格节点处并于与加载,得到的结果符合船体梁弯曲时的应力分布规律,这对于正确进行船体结构强度评估具有重要意义。给出适用于计算机实施的规格化加载过程,以实现船体结构有限元分析的自动加载过程。     

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。     

Ultimate strength analysis of a bulk carrier hull girder under alternate hold loading condition,Part 2: Stress distribution in the double bottom and simplified approaches

This is the second of two companion papers dealing with nonlinear finite element modelling and ultimate strength analysis of the hull girder of a bulk carrier under Alternate Hold Loading (AHL) condition. The methodology for nonlinear finite element modelling as well as the ultimate strength results from the nonlinear FE analyses was discussed in the companion paper (Part 1). The purpose of the present paper is to use the FE results to contribute towards developing simplified methods applicable to practical design of ship hulls under combined global and local loads. An important issue is the significant double bottom bending in the empty hold in AHL due to combined global hull girder bending moment and local loads. Therefore, the stress distributions in the double bottom area at different load levels i.e. rule load level and ultimate failure load level are presented in detail. The implication of different design pressures obtained by different rules (CSR-BC rules and DNV rules) on the stress distribution is investigated. Both (partially) heavy cargo AHL and fully loaded cargo AHL are considered. Factors of influence of double bottom bending such as initial imperfections, local loads, stress distribution and failure modes on the hull girder strength are discussed. Simplified procedures for determination of the hull girder strength for bulk carriers under AHL conditions are also discussed in light of the FE analyses.     

Ultimate hull girder strength of a bulk carrier under combined global and local loads in the hogging and alternate hold loading condition using nonlinear finite element analysis

For bulk carriers in hogging, the most critical situation is the alternate hold loading (AHL) condition with odd numbered holds loaded with high density cargoes and even numbered holds empty. The effect of the local lateral pressure loads should be considered in the assessment of ultimate hull girder strength in the hogging and AHL conditions. In the present paper the ultimate strength of a Capesize bulk carrier hull girder under combined global and local loads in the hogging and AHL condition is extensively and systematically investigated using nonlinear finite element (FE) analysis with ABAQUS software. Since the bulk carrier used as a reference vessel in this study is an old design we also studied the effect of modified scantlings by multiplying the plate thickness in the bottom structure by a design modification factor (DMF). In particular, it should be noted that a DMF of 1.4 gives a design in accordance with the new CSR rules. Based on the results obtained by nonlinear FE analyses, a practical interaction equation is established between global hogging bending capacity and average external sea pressure over the bottom.     

基于CSR的散货船主要支撑构件设计分析

基于散货船共同结构规范（CSRBC）的、船长小于150m的散货船，其主要支撑构件（PSM）按CSRBC计算要求的板厚偏大。考虑到CSRBC允许“对于船长小于150m船舶的主要支撑构件的强度校核可通过船级社认可的直接计算强度评估来进行”，该文采用了CCS的直接计算分析软件，以23000dwt散货船为实例，按照其主要支撑构件的实际设计尺寸，对其进行了强度校核，结果表明完全满足衡准要求。因此，这种方法可以作为基于CSR的该类散货船主要支撑构件强度校核的补充。     

散货船CSR屈曲应力计算方法对结构设计的影响

屈曲强度是船舶结构设计中需要着重考虑的因素之一,对于散货船来说更是如此.散货船CSR对构件屈曲强度的校核方法与标准作了明确的规定,其中在直接计算法中屈曲应力的计算采用了新的方法--位移法.文章以载重量为118 000 t散货船货舱区的外底板和底部纵桁为例,分别采用CSR的位移法和原规范的平均应力法计算其屈曲强度,并作了比较,进而说明CSR位移法对散货船结构设计的影响,具有实际参考价值.     

联合弯矩作用下含裂纹船体结构剩余极限强度评估方法研究

裂纹损伤对于船体结构来说难以避免,将削弱结构的极限强度,所以研究含裂纹损伤船体结构的剩余极限强度意义重大.对于含裂纹舱段结构,现有的研究主要针对垂向弯矩作用下的剩余极限强度,对于联合弯矩作用下的研究还很欠缺.本文采用非线性有限元分析方法,研究了垂向弯矩和水平弯矩联合作用下含裂纹舱段的剩余极限强度.提出了计算含裂纹船舯舱段在联合弯矩作用下剩余极限强度的计算公式,通过对含裂纹箱型梁的有限元计算结果进行拟合,得到公式中待定系数的表达式.研究结果表明,本文提出的方法可以快速预测船体结构在联合弯矩作用下的剩余极限强度.     

CSR散货船结构强度有限元分析中的若干问题

散货船和油船协调后的共同结构规范(HSR)将于2011年生效。为促进规范的发展,使之符合IMO目标型船舶标准(GBS)的要求,从整体舱段有限元分析、详细应力评估和疲劳强度评估的热点应力分析3个方面阐述了散货船共同结构规范的不足之处,并提出了相应的建议。     

IACS及其共同结构规范近况

国际船级社协会(IACS)现由12个会员船级社(ABS、BV、CCS、CRS、DNV·GL、IRS、KR、LR、NK、PRS、RINA和RS)组成。IACS的出版物包括共同结构规范(CSR)、统一要求(UR)、统一解释(UI)、程序要求(PR)和建议(Rec.)等。共同结构规范的最新版本为2018年1月1日发布的《散货船和油船共同结构规范》(生效日期为2018年7月1日)。统一要求是针对与船级社的特定规范要求和实践直接相关的或涉及的事项所通过的决定。《国际极地水域营运船舶规则》(极地规则)中引用了IACSURI"对极地船级的要求"。统一解释是针对在执行IMO公约或建议的要求中所产生问题而通过的决定。船舶检验分为两类——入级检验和法定检验,这两种检验催生了船舶规范和规则,规范与规则具有不同的发展历程。     

基于剪流分布规律的节点力加载方式在船体结构有限元分析中的应用

船体结构强度评估是船舶建造与设计过程中的重要环节.本文在总结研究现有的船体结构有限元分析加载方式的基础上,提出基于剪流分布规律的节点力加载方式.对于为模拟船体梁载荷而在各剖面处施加的集中力以及为进行强度计算需在各剖面处施加的调整载荷,使用本文方法将其离散至单元网格节点处并于与加载,得到的结果符合船体梁弯曲时的应力分布规律,这对于正确进行船体结构强度评估具有重要意义.给出适用于计算机实施的规格化加载过程,以实现船体结构有限元分析的自动加载过程.     

基于CSR的散货船极限强度分析

基于CSR共同规范提出的逐步破坏分析法，自编船体梁极限强度计算软件，对多艘各种类型结构船舶进行计算，得到与多位学者相近的结果。与用有限元程序Patran建模、MSC／Marc计算优选散货船得出结果也有很好的近似。计算结果表明，CSR的方法有较高的精确度。