大型汽车滚装船横向挠曲强度全船有限元分析

大型汽车滚装船（PCTC）自身结构的特殊性和横向挠曲强度的关键性，对其进行横向挠曲强度全船有限元分析十分必要。以8000车大型汽车滚装船为研究对象，采用通用软件MSC／PATRAN建立有限元模型．按照ClassNK规范进行载荷的选取和施加，最终得到了横向挠曲强度全船有限元分析结果。对大型汽车滚装船挠曲强度的直接计算有一定的指导作用。     

短跳板滚装船的固定式岸坡道设计方法

岸坡道是滚装码头结构中连接滚装船和码头的关键部位。针对短跳板滚装船(一般指跳板长度小于5 m)岸坡道的设计问题,对中外规范相关规定进行分析,结合非洲某工程案例,对比分析不同跳板长度滚装船靠泊结果。结果表明,当设计水位差小于1. 5 m时,可按照规范要求采用固定式岸坡道,但是短跳板滚装船存在跳板脱离岸坡道或仰角过大的风险;设计岸坡道前宜先判断尾跳板端部可调节的垂直高差是否大于设计水位差与满载空载吃水差之和,当前者小于后者时,在不具备采用可调式岸坡道的情况下,可采用多级固定式岸坡道(不同顶高程)来解决滚装船的靠泊问题。     

滚装船的弯扭强度全船有限元分析

由于滚装船有着不同于常规船舶的结构特点,有必要对其进行全船弯扭强度精确计算.本文以一艘1万吨级的滚装船为研究对象,应用DNV的SESAM软件建立全船有限元模型,并进行波浪随机载荷的长期预报,然后在此基础上导出设计波参数组,最后在全船有限元模型上计算了船体结构在各设计波上的应力分布和变形结果.通过全船模型的有限元计算,获得了该船结构强度的详细信息.对滚装船的设计和强度分析有一定的参考价值.     

滚装船的弯扭强度全船有限元分析

由于滚装船有着不同于常规船舶的结构特点，有必要对其进行全船弯扭强度精确计算。本文以一艘1万吨级的滚装船为研究对象，应用DNV的SESAM软件建立全船有限元模型，并进行波浪随机载荷的长期预报，然后在此基础上导出设计波参数组，最后在全船有限元模型上计算了船体结构在各设计波上的应力分布和变形结果。通过全船模型的有限元计算，获得了该船结构强度的详细信息。对滚装船的设计和强度分析有一定的参考价值。     

滚装船结构优化技术研究

良好的结构设计,要考虑到整体性、工艺性,而经济性则是评价任何设计的主要方面。在设计过程中,既要保持结构的足够强度,又要尽量减少船体的自重,以体现其结构设计的经济性和合理性,而最终达到结构优化和节能的目的。本文通过分析长江大型商品汽车滚装船结构特点,以1300车长江大型商品汽车滚装船为对象,采用规范计算或采用有限元软件进行直接计算,从拟定的2种结构布置方案中优化选出较佳方案,再对优选的结构布置方案进行纵骨间距优化,最终推荐的结构方案既能满足商品车装载要求,同时又大大减轻船舶结构重量,可为长江大型商品汽车滚装船的结构设计提供借鉴。     

滚装船货舱区域的CCTV系统设计

滚装船货舱区域,一般在车辆上下坡道处和尾门处安装摄像头,用于监控记录汽车的上下坡、上下船行驶情况。主要介绍滚装船货舱区域的CCTV系统设计方案,满足船级社的规范,同时节约成本。     

汽车滚装船货舱区支柱横向挠曲有限元分析及优化

根据汽车滚装船的结构特点,在货舱区横向挠曲过程中,支柱与强横梁的交界处常出现应力集中现象。以某汽车滚装船为例,建立货舱段有限元模型,进行直接计算分析。对比设计载荷的影响,重点考察支柱附近区域强度,并根据计算结果提出支柱优化方案,减小应力集中,保证足够的强度裕度。     

汽车滚装船安全风险及针对性防范措施

由于汽车滚装船运输货物性质和建造设计的特殊性,在发生火灾、碰撞、搁浅等事故时,极易造成人员伤亡和严重的经济损失。本文对3起汽车滚装船典型事故进行分析,就汽车滚装船的主要风险源提出针对性防范措施。     

新一代8000车级超巴拿马汽车滚装船船型分析

新一代8000车级超巴拿马汽车滚装船是可到访日本关键港口的最大汽车滚装船,具有少压载水、多装车量满载出港的优点。目前全球仅有英雄系列和新视野系列这2型8000车级超巴拿马汽车滚装船。从主尺度、总布置、航速与EEDI、支柱和跳板/坡道配置等主要方面阐述了这2型船,并比较了各自的优点。最后,指出了可针对航运公司的运营理念进一步优化开发8000车级超巴拿马汽车滚装船。     

总纵强度直接计算方法在滚装船上层建筑设计中的应用

介绍一种有限元直接计算方法,采用该方法分析滚装船上层建筑和主船体连接过渡区域的总纵强度问题。基于船级社规范的要求和已有研究成果,通过自编程序对滚装船的上层建筑外板和主船体过渡区域的结构进行计算分析,并对结构形式进行优化。计算结果满足船级社规范的要求,可供滚装船在设计初期考虑总纵应力的影响,从而合理布局,避免后期大量修改,提供设计参考。该自编程序能实现快速施加全船总纵弯矩,提高计算效率。     

HCSR规范疲劳筛选方法研究

分别对1型散货船和1型油船的有限元模型进行t×t和50 mm×50 mm的网格细化分析,总结出散货船油船协调共同规范(HCSR规范)中疲劳筛选方法的应力放大因子,并验证该方法应力放大因子的合理性。     

客滚船跳板结构设计及有限元分析

介绍了跳板结构设计过程中的若干要点,以海口—海安线客滚船的跳板为例,对跳板设计过程作了详细说明,并通过规范计算和有限元分析,对跳板进行了结构强度校核。介绍了跳板端部轴销和眼板尺寸的计算方法,并通过有限元分析对复杂形状的眼板进行校核,为跳板结构的安全性和合理性提供理论依据。     

Wave load computation in direct strength analysis of semi-submersible platform structures

A wave load computation approach in direct strength analysis of semi-submersible platform structures was presented in this paper. Considering the differences in shape of pontoon, column and beam, the combination of accumulative chord length cubic parameter spline theory and analytic method was adopted for generating the wet surface mesh of platform. The hydrodynamic coefficients of platform were calculated by the three-dimensional potential flow theory of the linear hydrodynamic problem for platform with low forward speed. The equation of platform motions was established and solved in frequency domain, and the responses of wave-induced loads on the platform can be obtained. With the interpolation method being utilized, the pressure loads on shell elements for finite element analysis(FEA) were converted from those on the hydrodynamic computation mesh, which pave the basis for FEA with commercial software. A computer program based on this method has been developed ,and a calculation example of semi-submersible platform was illustrated. Analysis results show that this method is a satisfying approach of wave loads computation for this kind of platform.     

焊趾处椭圆表面裂纹的权函数与残余应力强度因子的权函数法

利用三维有限元计算了焊趾处半椭圆表面裂纹的应力强度因子。利用统一的权函数形式,结合得到裂纹半长比a/c=0.2;0.4;0.6;0.8,a/t=0.1~0.8的有限元数据,得到了适用于T型接头焊趾处半椭圆表面裂纹最深点和表面点的权函数。权函数的准确性,用有限元在裂纹面施加高阶载荷进行了验证,对于表面点和最深点,半长比a/c=0.2~0.8,a/t=0.1~0.8,权函数与有限元结果误差在8%以下。基于得到的权函数,计算了T型接头焊趾处半椭圆表面裂纹的残余应力强度因子Kres,并与有限元计算结果进行对比,对比误差在10%以下,表明新的权函数能很好地预测T型接头焊趾处的残余应力强度因子。     

纵骨穿过舱壁板的开孔应力集中系数

疲劳裂纹各方面一往发生在船舶结构的局部高应力区，而疲劳分析结果通常取决于任何准确确定结构的应力集中系数，本文研究为铺设纵骨而在舱壁板上开孔的应力集中，采用有限元方法对预先给定的结构进行应力分析。基于有限元计算结果给出了舱壁板典型开孔（参见ABS油船规范）的应力集中系数表。     

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。     

超长地下室大体积混凝土温控有限元模拟及开裂风险分析

针对高盐、高温、高湿的热带海洋环境下超长、超厚大体积混凝土地下室结构由温度应力引起的开裂风险等相关问题,结合工程实例,通过Midas FEA有限元软件模拟大体积混凝土的温度场,对大体积混凝土的温控措施和开裂风险进行研究。采用设置冷却水管的方法,结构未出现温度裂缝及渗水现象。总结提炼了热带海洋环境下超长、超厚大体积混凝土施工防止温度裂缝的技术成果,可为同类超长结构地下室工程施工提供借鉴。     

肘板趾端表面裂纹在随机波浪载荷作用下的疲劳扩展预报

肘板趾端是船舶与海洋结构的疲劳热点。文章用三维有限元分析了趾端表面裂纹应力强度因子修正系数的变化规律,并与BS7910推荐的典型节点表面裂纹应力强度因子公式计算结果作了对比,结果表明趾端表面裂纹应力强度因子沿深度方向的放大系数和T型节点相差很小,而表面端点应力强度因子修正系数则当裂纹长度在肘板厚度范围内时和T型节点相差很小,超出后则相差较大。以某客滚船上肘板趾端应力范围长期分布服从Weibull分布,产生系列均值为零的应力幅,应力强度因子分别采用有限元结果和BS7910中T型接头公式进行计算,采用单一曲线模型计算该趾端表面裂纹的裂纹扩展。计算等效应力强度因子幅时,考虑焊接残余应力的影响。计算结果表明以T型接头的公式计算趾端表面裂纹应力强度因子和有限元结果相差很小。建议将T型节点表面裂纹应力强度因子计算公式用于趾端表面裂纹应力强度因子的计算,并采用单一曲线模型对随机波浪载荷下作用下船舶典型节点疲劳裂纹的扩展寿命进行了预报。     

钢框架内嵌带竖缝钢筋混凝土剪力墙结构性能研究

对钢框架内嵌竖缝剪力墙结构进行研究，考虑混凝土材料非线性的影响，通过非线性有限元程序，分析钢框架内嵌竖缝剪力墙结构在水平荷载作用下的力学性能．结果表明：竖缝剪力墙在加载过程中，首先在竖缝附近发生开裂，主要分布在缝间墙上，并以细小裂缝为主，这是由于竖缝剪力墙承担了自身开裂膨胀而产生的约束轴力．从竖缝剪力墙的应力和裂缝分布图可以得出，剪力墙的变形主要是以弯曲变形为主，缝间墙的变形类似于壁柱．在加载过程中，竖缝剪力墙刚度下降缓慢，利于与钢框架共同工作，适合在抗震区使用．     

Numerical study on fatigue crack growth at a web-stiffener of ship structural details by an objected-oriented approach in conjunction with ABAQUS

It is necessary to manage the fatigue crack growth (FCG) once those cracks are detected during in-service inspections. This is particular critical as high strength steels are being used increasingly in ship and offshore structures. In this paper, a simulation program (FCG-System) is developed utilizing the commercial software ABAQUS with its object-oriented programming interface to simulate the fatigue crack path and to compute the corresponding fatigue life. In order to apply FCG-System in large-scale marine structures, the substructure modeling technique is integrated in the system under the consideration of structural details and load shedding during crack growth. Based on the nodal forces and nodal displacements obtained from finite element analysis, a formula for shell elements to compute stress intensity factors is proposed in the view of virtual crack closure technique. Neither special singular elements nor the collapsed element technique is used at the crack tip. The established FCG-System cannot only treat problems with a single crack, but also handle problems with multiple cracks in case of simultaneous but uneven growth. The accuracy and the robustness of FCG-System are demonstrated by two illustrative examples. No stability and convergence difficulties have been encountered in these cases and meanwhile, insensitivity to the mesh size is confirmed. Therefore, the FCG-System developed by authors could be an efficient tool to perform fatigue crack growth analysis on marine structures.