超大型油船舱段结构强度评估平台

双壳油船共同规范JTP对于船长超过150 m的油船推荐采用有限元进行直接计算分析其强度。本文依据JTP中关于舱段有限元建模的要求,采用有限元软件ANSYS的APDL语言,建立了超大型油船三舱段结构强度评估平台。该平台对于同一种结构形式下的不同设计参数,均能自动实现建模、网格划分、边界条件和工况加载、求解以及主要构件的应力输出等功能;初步实现了基于直接计算的超大型油船舱段强度评估的自动进行,为超大型油船的初步设计和结构优化提供了舱段结构强度评估的基础。     

基于JTP规范的巴拿马型油船舱段强度计算

大型油船的结构设计,需要将规范设计与直接计算结合起来,对主船体结构作强度校核以确定构件尺寸,对高应力区域做出必要的加强和改进措施,这就需要对船体中部结构进行三维有限元强度分析。以76000t巴拿马型油船为研究对象,依据《双壳油船结构共同规范》(JTP),采用MSC.Patran有限元软件建立该船中部三个舱段的有限元模型,计算JTP规范规定的船体舱段载荷,并选取JTP规范规定的一种计算工况B5进行结构强度评估。计算结果表明,在此工况下,船体强度满足JTP规范的要求,但一些局部结构还需要加强。     

基于直接计算法的超大型油船整体舱段结构优化

基于有限元法的船体舱段整体结构优化优于分块优化,但由于其实现存在很多困难,目前国内研究较少。提出一种综合有限元法、均匀设计、神经网络等方法和理论的优化方案,对大型油船立体舱段结构优化进行了研究。建立了舱段结构强度评估的参数化有限元平台;构建了用于试验的均匀设计表,设计了171次试验,将之代入有限元平台进行计算,得到了用于神经网络训练的样本对,从而建立了设计变量和目标函数及应力响应的神经网络响应面。按照一般的优化流程,采用离散粒子群算法,对某30万t超大型油船舱段整体结构进行了优化设计。优化结果表明该方案是可行的,合理的,可以大大缩短直接计算消耗的机时。     

VLGC舱段结构强度有限元分析方法

针对超大型全冷式液化气船(VLGC)因结构布置复杂带来的结构强度评估问题,以某84 000 m~3 VLGC为例,讨论VLGC舱段有限元模型建模要求,基于不同概率水平下的规范设计载荷,提出采用有限元直接计算"两步法",在不同评估阶段分别分析VLGC主船体、独立液货舱的结构强度,根据舱段模型计算结果给出VLGC结构设计时需重点关注的关键区域及其支承结构支撑反力的分布特点。     

HCSR直接计算边界条件合理性分析

以某成品油船为例,建立全船结构有限元模型,选取典型装载工况,进行全船结构强度直接计算,按照HCSR要求,"切"出船中区域345舱的舱段模型,保持网格和载荷不变,施加边界条件,进行舱段结构强度直接计算,并与全船直接计算在345舱段范围内对应的应力应变值进行对比分析。计算结果表明,在评估区域内同一节点的应变值和同一单元的应力值相差很小,验证了HCSR直接计算中边界条件的合理性。     

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.     

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.     

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。     

半、全宽舱段模型的船舶横向强度比对

采用大型通用有限元分析软件MSC,以54 000 dwt散货船为例,采用半舱段模型与全舱段模型进行横向强度有限元分析,得出了在不同工况中舱段内货物压力、舷外水压力、波浪压力等作用下船体舱段结构的结构响应,并对两种模型的计算结果进行对比分析,计算结果对横向强度的建模具有指导意义。     

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.     

38000 DWT散货船货舱段结构强度有限元分析

以38000 DWT散货船为研究对象,采用通用有限元计算软件FEMAP建立货舱段结构有限元模型.使用VERISTAR后处理软件,按照BV船级社规范,进行了舱段结构强度有限元计算分析.在对主要构件进行直接计算和强度评估的基础上,还对主要热点进行了细化计算,保证了该船的强度安全,并对构件尺寸进行了优化.     

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。     

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。     

舰船液舱在静压力下的结构变形及其对舱容的影响

采用理论分析和数值模拟计算相结合的方法对某油船结构变形进行分析。通过建立舱段有限元模型，计算舱段的结构变形；借助三维软件Catia模拟生成和计算液舱容积，较精确地分析液舱在静压力下结构变形的大小及导致液舱容积的变化量，并对液舱容量修正提出相关建议。     

80000DWT油船三舱段结构有限元分析

本船在进行结构设计及有限元分析过程中多使用《双壳油船共同规范》,其结构有其自身特点。本文中使用DNV软件对其进行有限元分析,建立第三、四和五舱有限元模型,计算舱段的屈服和屈曲强度,在设计之初提出有限元校核后需要结构加强的建议。     

油船底边舱下折角结构加强多方案优化设计

协调共同规范(CSR-H)对油船货舱区底边舱下折角细网格直接强度分析和精细网格疲劳强度分析提出了强制要求。以某大型油船货舱底边舱下折角有限元计算为例,探讨了四种货舱区底边舱下折角结构加强方案,为后续符合CSR-H规范的油船底边舱下折角结构设计提供参考。     

UR S34对超大型集装箱船直接强度校核的影响

针对14 000 TEU集装箱船舱段结构强度的有限元分析,对比UR S34与劳氏船级社规范的差异,分析UR S34对超大型集装箱船直接强度校核的影响,结果表明,UR S34生效后,按LR规范进行直接计算时应考虑加载工况的修改,实际上对集装箱船的舱段结构强度提出了更高的要求。     

成品油船风帆助航结构强度有限元分析

加装风帆后船体的结构强度会发生明显变化,为更加准确地评估、校核加装风帆后船体的强度问题,选取某成品油船的货油舱段为研究对象,采用大型有限元软件ANSYS进行分析计算,参照《油船结构强度直接计算分析指南》规范进行校核,分析加帆后船体的受力特点并提出加强措施,为结构优化设计及有效控制结构重量提供可靠依据,也可为修订加装风帆船的结构强度规范提供有益的借鉴.     

一种适用于超大型油船的新的横撑结构设计研究

横撑是超大型油船(VLCC)特有的结构构件。协调共同结构规范(CSR-H)和永久检查通道技术规定(PMA)都对横撑提出了一些特殊要求。本文通过研究横撑的受力特征,提出了一种新的中心对称的横撑结构形式,推导了其剖面属性的计算公式；并据此设计了一种少横撑结构的超大型油船中部货舱结构布置形式,按最新协调版共同结构规范进行了直接强度评估；利用Abaqus非线性有限元计算软件,分析了中心对称横撑结构的抗屈曲特性。     

有限元方法在30万吨级超大型浮船坞设计中的应用

在30万吨级超大型浮船坞的结构设计中应用有限元计算方法来评估坞体结构强度讨论了超大型浮船坞的结构规范适用性问题。采用的有限元计算分为两大类:一类是坞体总纵强度的有限元计算分析,包括全坞粗网格有限元计算以及进一步的局部结构细化分析;另一类是坞体局部强度的有限元计算分析,包括首尾浮箱平台强度、坞墙稳定性和锚泊设备支撑结构的强度计算。通过一系列完整的有限元计算,说明现行的浮船坞规范仍然适用于超大型浮船坞,并最终得出了一些具有实用价值的结论。