超大型矿砂船舱口盖载荷的局部强度分析

介绍了一艘超大型矿砂船在施加舱口盖载荷工况下,对相关的横向强框结构局部强度进行解析法分析。通过有限元法对强框处屈服、屈曲强度进行分析评估和理论验证。对比了国际船级社协会(IACS)《船舶结构强度》统一要求第21条(URS21)规定的舱口盖载荷均布施加于舱口围和实际集中载荷的四种不同工况下的结果 ,依据结果进行了结构合理加强。其分析结果与加强方案对超大型矿砂船局部强度分析具有一定的参考价值。     

3500t中型散货船滚动舱盖的强度计算

设置在散装船不同位置的舱口盖承受着不同形式的载荷作用，所产生的舱口盖构件应力和挠度也有所不同。为此，在滚动舱盖的设计中，采用了直接计算方法，将舱口盖的构件简化为两端刚性固定的梁或简支梁来进行计算。结果表明，这种直接计算方法的计算结果是令人满意的，也是行之有效的。本文对某艘沿海中型散货船滚动舱盖的强度计算进行了扼要的介绍。     

考虑惯性载荷的多用途船舱口盖强度分析

根据RINA船级社规范中关于舱口盖强度的要求,对某54500DWT多用途船的货舱舱口盖进行了强度校核.使用大型通用有限元软件MSC/Patran建立舱口盖结构有限元模型,计算迎浪和横浪状态下的集装箱惯性载荷以及风雨载荷,得到在这些载荷作用下的舱口盖应力分布情况,并利用CCS_tools工具对屈曲强度进行校核.最后提出了结构改进方案,讨论惯性载荷对舱口盖强度的影响。     

舱口盖强度计算方法

在某集装箱舱口盖结构强度的有限元计算中，对舱口盖周围水平限位器和支撑块处的约束以及顶部压紧器处的关联程度进行了模拟，分别讨论了在垂向设计载荷的情况下，水平限位器、支撑块处的不同约束以及顶部压紧器的不同关联程度对舱口盖应力分布的影响，得出更符合实际情况的舱口盖结构强度计算方法。     

关于实施IACS UR S系列最新修订的通知

一、背景说明 随着IACS散货船和双壳油船共同结构规范的应用，IACS对所有URS重新进行了修订，以甄别它们是否适用于CSR船舶。     

关于新生效的IACS URS31（Corr．3）的补充要求

中国船级社2004年7月26日下发“关于新生效的IACSURS31(Corr.3)的补充要求”的通函,通函全文如下:国际船级社协会IACS新批准了URS31(Corr.3)(见附件),替代了总工办(2003)通函017号总第101号“现有单舷侧散货船的舷侧肋骨及其肘板的换新标准”的附件1的URS31(Corr.2)新的URS31增加了以下补充要求。有限元或其他数值分析方法或直接计算程序不能作为满足本统一要求的替代除非舷侧结构布置或肋骨对本统一要求不能直接应用。关于新生效的IACS URS31(Corr.3)的补充要求…     

基于直接计算的散货船底边舱结构的优化设计

以一艘载重量27000 t散货船为例,根据CCS<散货船结构强度直接计算指南>(2003)对该船的货舱区进行了有限元分析,发现底边舱强框架的应力超过许用标准,进而对底边舱强框架的附近区域进行了网格细化分析,得出了一种较优的设计方案.     

IACS统一要求对超大型集装箱船结构设计的影响

为探究UR S11A、S33和S34等IACS一系列针对集装箱船统一要求对超大型集装箱船结构设计的影响,以MARIC在2015年设计的20 000 TEU集装箱船和21 000 TEU集装箱船为例,分别讨论URS33、URS11A对超大型集装箱船结构设计的影响,并从船体梁总纵强度、船体梁刚度、剪切强度、屈曲强度等方面对比URS11A和URS11要求的区别及在结构重量上造成的影响,讨论URS34对舱段有限元计算的影响。结果表明,新要求对超大型集装箱船的结构设计提出了更高的要求。     

92.6m江海直达货船舱口盖结构强度分析

由于舱口盖在外部风浪载荷以及压载荷的情况下易引起舱口盖结构强度的破坏,影响船体整体性能,以92.6 m江海直达货船舱口盖作为研究对象,采用PATRAN/NASTRAN有限元软件,建立相应的有限元模型,考虑3种类型一样但数值不同的载荷:舱口盖上载荷按照第1、第2、第3块舱口盖依次压力为36.12、33.70、30.31 k N,根据规范的要求施加相应的边界条件,并根据规范许用应力的要求对计算结果进行了分析。计算结果表明本船的舱口盖结构强度满足规范的要求。     

舱口盖设计的新要求即将实施

IACS在2011年6月份颁布了URS21A．该要求适用于除散货船．矿砂船和兼用船以外船舶的钢质风雨密舱口盖和舱口围板，并将于2012年7月1日生效。     

船体结构总纵极限强度的简化逐步破坏分析方法

本文基于Smith方法,应用梁-柱理论、理想弹塑性假设、平截面假设和塑性铰理论建立了加筋板单元的应力-应变关系曲线,导出了船体结构总纵极限强度的简化逐步破坏分析方法并编制成FORTRAN计算程序.应用作者导出的简化逐步破坏分析方法分析计算了Reckling 23号模型总纵极限强度.计算结果表明,本文导出的简化逐步破坏分析方法和计算程序正确可靠,可供船体结构设计和使用.本文还对船体结构总纵极限强度的影响因素进行了分析,其中包括加筋板单元的载荷-缩短行为、横向压力、材料屈服强度和腐蚀等.     

Patran的PCL语言在板格和加筋板极限强度计算中的运用

用Fortran编写程序生成Patran的.ses文件,可将任意指定的初始挠度施加到要计算分析极限强度的光板和加筋板结构模型中去.具体分析6块光板和4块加筋板结构的极限强度,计算结果表明,该方法可以模拟任意复杂的变形形式,从而更加准确地计算和评估加筋板结构的极限强度.     

基于J积分的含裂纹加筋板在单轴拉伸载荷下的极限强度计算

为研究含裂纹加筋板的极限拉伸强度,本文建立一系列不同长细比、不同裂纹长度、不同裂纹位置的含裂纹加筋板有限元模型,并基于J积分理论对其在单轴拉伸载荷下的极限强度进行了计算。结果发现含裂纹加筋板极限拉伸强度随加筋板长细比的增大略有减小,但减小的程度并不明显;含裂纹加筋板极限拉伸强度随裂纹长度的增大而减小,且减小的幅度逐渐增大;加强筋上的裂纹对含裂纹加筋板极限强度的影响小于底板上的裂纹,而裂纹同时出现在底板和加强筋上时对含裂纹加筋板极限拉伸强度的影响最大。表明含贯穿型裂纹的加筋板在单轴拉伸载荷下的剩余强度对加筋板长细比不敏感,而对裂纹长度较为敏感。     

无加筋平板极限强度的简化解析法与规范公式的比较

无加筋板是船舶结构的主要构件之一，船舶结构强度校核的一项重要内容就是校核各平板单元是否具备足够的强度储备。最近几年，作者们采用弹性大挠度理论和刚塑性分析相结合的简化解析方法，曾给出了板和加筋板格在联合载荷作用下的极限强度计算公式，并与部分实验值相比，吻合较好，但没有与目前船级社所采用的规范计算公式作过比较。现作这一比较工作，也包括与有限元分析的比较；同时对以前所开发的简化解析法又作了进一步的改进，文章报道这一改进结果。最后，采用上述三种方法，对影响平板极限强度的几个主要参数进行了研究，结果表明，简化解析法与规范计算公式吻合较好。     

双向正交密加筋板的极限强度预报

采用数值分析方法,对一系列单轴受压的双向正交密加筋板进行了有限元非线性计算。基于有限元数值计算结果和正交异性板理论,引入纵向加强筋的柔度λx、横向加强筋的柔度λy以及密加筋板的柔度β这3个参数变量,提出了关于这3个参数变量的双向正交密加筋板极限强度预报公式。对3种类型加强筋的双向正交密加筋板的极限强度分析结果表明,预报公式结果与有限元计算结果的绝对误差很小,能准确预报双向正交密加筋板的极限强度。     

A study on scantling formulae of plate members due to lateral pressure under the effect of axial loads

Existing rule scantling formulae of plate members are based on conventional plastic design theory, and do not necessarily reflect complicated plate bending phenomena under axial loads. In this study, we first formulated the effect of axial load on the fully plastic moment based on the von Mises yield criterion for longitudinally stiffened plate in addition to the well-known formula for transversely stiffened plate. In addition, we derived a theoretical formulation of the lateral pressure corresponding to 2-point hinge and 3-point hinge formation taking account of the effect of the additional lateral force due to the axial loads on the deflected plating, using a simple plate strip bending model assuming a long plate with a large aspect ratio.Then, a series of elastic-plastic FE analyses was carried out to verify the structural behavior and the effect of axial load on the plate plastic bending strength. The plate strength was evaluated based on the residual deflection criteria of two cases (0.26 mm and 4.0 mm), and the results were compared with the theoretical derivation. As a result, it was found that assumption of linear strength reduction to the axial stress can cover the transversely stiffened plate under compressive axial stress conservatively. As to the transversely stiffened plate under tensile axial stress and the longitudinally stiffened plate, the strength reduction was in accordance with the reduction in the fully plastic moment based on the von Mises yield criterion in the conservative side. Finally, based on the findings, the required plate thickness coefficients were proposed on an empirical basis both for transversely and longitudinally stiffened plate under compressive and tensile axial loads.     

复合材料船体纵向极限承载能力分析

该文利用梁柱理论推导出复合材料梁柱的极限承载能力公式，讨论了加筋板的初始几何缺陷，载荷偏心，蒙皮屈曲后的有效蒙皮宽度对复合材料长帽形加筋板的极限承载能力的影响。利用复合材料梁柱理论计算船体甲板或船底板结构视加筋板单元构件的极限承载能力，最后由Smith法来计算复合材料船体的极限承载能力。     

Collapase analysis of ship hulls

This paper presents an efficient finite element procedure for the collapse analysis of ship hulls under complicated loads. A set of finite elements, such as beam-column elements, stiffened plate elements, and shear panel elements are developed, directly accounting for the geometrical and material non-linearities and initial imperfections.

Elastic-plastic stiffness matrices for elements have been derived by combining elastic large displacement analysis theories with a plastic hinge model. The buckling and post-buckling behaviour of plates is included using an effective width concept. The procedure is effective, since few mode-points are necessary and numerical integration for evaluating stiffness matrices is avoided. Fracture mechanics criteria are introduced in order to account for tension tearing rupture and brittle failure of the material.

Practical applications to ultimate longitudinal strength analysis of ship hulls and tanker collision analysis are presented. The procedure can also be used for collapse analysis of offshore and onshore structures.     

含点蚀损伤船体加筋板在纵向压力下的极限强度

针对老龄化船舶结构上的点状腐蚀,利用非线性有限元方法进行计算,分析304个船体加筋板的极限强度,探讨带板柔度、加强筋柔度、腐蚀面积比和腐蚀深度比对纵向压力下含点蚀损伤船体加筋板极限强度的影响,拟合出点状腐蚀下船体加筋板极限强度折减公式并对其适用性进行验证,研究结果具有一定的工程参考意义和价值。     

Dynamic plastic response of clamped stiffened plates with large deflection

Study on the dynamic response, and especially the nonlinear dynamic response of stiffened plates is complicated by their discontinuity and inhomogeneity. The finite element method （FEM） and the finite strip method are usually adopted in their analysis. Although many useful conclusions have been obtained, the computational cost is enormous. Based on some assumptions, the dynamic plastic response of clamped stiffened plates with large deflections was theoretically investigated herein by a singly symmetric beam model. Firstly, the deflection conditions that a plastic string must satisfy were obtained by the linearized moment-axial force interaction curve for singly symmetric cross sections and the associated plastic flow rule. Secondly, the possible motion mechanisms of the beam under different load intensity were analysed in detail. For structures with plastic deformations, a simplified method was then given that the arbitrary impact load can be replaced equivalently by a rectangular pulse. Finally, to confirm the validity of the proposed method, the dynamic plastic response of a one-way stiffened plate with four fully clamped edges was calculated. The theoretical results were in good agreement with those of FEM. It indicates that the present calculation model is easy and feasible, and the equivalent substitution of load almost has no influence on the final deflection.