横构架式钢质海洋干货船舶舯冲面的计算设计法

本文根据苏联船舶检验局1958年所颁布的海洋钢船强度标准及计算方法,结合现行的海洋钢船建造及分级规范的分析,对典型的横骨架式干货船的船舯剖面的强力构件尺度的计算设计提出了方案,本方案规定船舯剖面强力构件的尺度用三次近似计算逐步深入地完成。第一次近似设计计算是针对舯剖面上只存在上甲板、内底板及船底外板的理想舯剖面计算图式来进行的,根据保证船体总强度的前提下,上述三个构件同时达到它们各自的强度条件,确定出它们的必须面积ω_1~0、ω_2~0及ω_0~0,同时还确定了中和轴位置。第二次近似设计计算是考虑到舯剖面上实际上还存在其他强力构件,从而必须对ω_1~0、ω_2~0及ω_0~0值进行修正,最终确定出上甲板、内底板及船底外板的必须净厚度δ_1、δ_2及δ_0。第三次近似设计计算是针对横骨架式船舶中,板是柔性构件必须有所减缩的特点,自构件净厚度δ_1、δ_2及δ_3值确定它们的毛厚度尺度t_1、t_2及t_0。文章中导出了各次近似设计计算所必须应用的公式,并为便于应用而绘制了必要的图线。最后并作出了数字计算的实例,以说明采用本文方集作设计时的步骤及设计结果与现行规范设计结果的差异程度。     

基于PCL语言的船体剖面特性计算

船体剖面的中和轴与惯性矩等剖面特性值是船舶结构有限元分析过程中的常用参数。目前,大部分计算剖面特性的软件需要单独建立剖面模型,而不能直接基于已有的有限元模型进行计算。本文推导了倾斜板和骨材剖面自身惯性矩计算公式,并基于PCL语言编写直接从Patran模型数据库读取几何信息,计算船体剖面面积、中和轴高度和惯性矩的程序。程序考虑梁单元的偏心,能够智能识别纵向构件,自动侦测并剔除横向构件,对剖面特性变化大的部位也能够精确地计算出剖面特性值。     

复合材料船体纵向极限强度可靠性分析

把船体甲板或船底板结构视为是一系列加筋板单元的组合，然后利用复合材料梁柱理论计算船体加筋板单元构件的极限承载能力，最后用Smith法计算复合材料船体的极限承载能力。由于复合材料船体纵向极限强度的极限状态方程不能简单地用船体各参数显式表达，故将近年发展起来的响应面法与JC法相结合，对复合材料船体纵向极限强度进行了可靠性分析。并讨论了影响船体纵向极限强度可靠性各变量的敏感性。     

直叶桨型科考船艉部振动

针对某直叶桨科考船,运用有限元法,参考CCS《船舶振动控制指南》的相关要求,对其艉部区域振动固有频率进行计算,研究甲板板架、船底板架和舱壁板架固有频率计算的边界条件。讨论使用艉部舱段模型计算艉部固有频率的建模范围和附连水施加方法。结果表明,对于甲板,板架垂向建模范围要延伸到二甲板处;船底板架,垂向建模范围要延伸到平台处;横舱壁建模范围在纵向要延伸3个肋位。采用局部舱段模型计算艉部固有频率时,推荐建模范围为1/4船长;流固耦合法和刘易斯法2种附连水施加方法计算结果差异较大,推荐使用流固耦合法。     

基于过载法的船舶板架冗余度研究

针对两种损伤模式,建立基于过载法的船舶板架结构冗余度计算模型,推导板架结构连续垮塌的最大屈曲利用因子计算公式。计算了6艘CSR船舶船底、内底板、舷侧板和甲板等板架损伤态的屈曲利用因子,验证船舶板架的冗余度。     

散货船舯剖面纵向构件结构优化设计

本文根据中国船级社《钢质海船入级与建造规范》要求并满足船舶结构强度和稳定性条件，采用分级优化方法，开发了散货船舯剖面纵向构件结构优化设计程序，并以１２０００吨江海直达散货船作为实例进行舯剖面的结构优化设计，获得了较好的效果，船体舯剖面纵向构件重量减少６．７％。最后，分别对原型船和优化船的总纵弯曲进行有限元分析，计算结果表明：原型船与优化船两者的总纵弯曲应力水平基本一致。     

船舶剖面内的剪应力分布和剪切强度的校核

对较大型的船舶需要进行剪切强度的校核,为此有必要计算在船舶剖面上的剪应力分布。剪应力分布则可根据剪流分布得到。本文用有限元法计算了各种船舶剖面的剪流和剪应力。文中给出了8个不同船型的船舶剖面的剪应力计算的结果。对有两道纵舱壁的油轮和散装货船的剪应力分布特性进行了讨论。最大剪应力通常发生在剖面的中和轴处。对散装货船,在底边舱的斜底板和船侧连结处的剪应力也较大。本文也讨论了船舶剖面参数的变化对剪应力分布的影响。根据剪应力的分布,在给定了许用剪应力以后,可得到船舶剖面所能承受的最大允许剪力,将此值和由船舶总强度计算得到的最大总纵剪力值比较,就可校核该船是否满足剪切强度。     

成品油船的新结构形式

日立造船公司最近开发出了一种崭新的结构形式的船舶,称为EPOCH MARKⅡ型船,并已设计成了4万吨、6万吨和8万吨级的成品油船。这种EPOCH MARKⅡ型结构的货油舱部分的船底、舷侧、甲板及横隔壁全部是双层结构。其内层壳板与外板用强构件连接固     

板架扶强材的连续垮塌研究

建立了船舶结构板架扶强材连续垮塌的计算模型,推导船舶结构板架扶强材连续垮塌的最大屈曲利用因子公式。以某油船为例,在两种损伤模型作用下,计算出船底、内底板、舷侧板和甲板等处的屈曲利用因子,验证板架扶强材的连续垮塌。     

64000吨级散货船舯剖面设计优化目标及经济分析

本文结合64000吨级散货船的船中剖面设计,论述了把纵、横构件的重量和趋向最小,以及把船体强力甲板区域采用高强度钢,顶边舱内甲板纵骨采用大扁钢作为优化目标的理论基础.对建立船中剖面优化设计的目标函数提出了进一步的方案,同时对上述优化目标进行了技术经济分析.     

4350DWT多用途—集装箱船双层底结构的重货强度计算

双层底装载重货钢板卷筒的强度计算，因船规中无直接公式可套用，故采用直接计算法，按GL船级社要求计算船舯最小剖面模数，并在波浪动载荷的中拱，中垂状态下进行校核船体梁的设计弯曲应力，局部板架纵向应力，横向应力和剪切应力，计算结果非常满意，平板龙骨及船底板厚度比船级社的退审意见还薄了1－2mm，不但减轻了船体重量，节省造船成本，而且还降低了载重量的罚款风险。     

1400客/2000m客滚船车辆甲板横向强度有限元计算与分析

1 400客/2 000 m客滚船主要航行于渤海湾地区。由于该船装载的特点,对车辆甲板横向强度提出了较高的要求。结合该船设计利用有限元计算校核了车辆甲板的横向强度,并探讨车辆甲板上强构件开孔对其横向强度的影响结论对设计此类船舶有一定的参考作用。     

基于响应面法的强力甲板结构优化设计

对于大型散货船,强力甲板是船体承受总纵弯矩及局部载荷的主要构件。特别是在压载工况下,强力甲板易出现结构问题,因此合理的强力甲板设计对船舶结构安全性和经济性十分重要。提出了基于响应面法的船体结构优化方法,并对一艘76 000 DWT散货船货舱段的强力甲板结构进行优化设计以验证该方法的有效性。在不同板厚尺寸、相同工况下进行甲板参数的灵敏度分析,选取适合的参数作为自变量。在计算出最大相当应力的基础上,应用响应面法的均匀设计试验方法,得出该舱段强力甲板最大应力与结构尺寸的函数表达式。以结构重量最轻为目标函数,在结构强度以及规范要求的最小厚度的约束条件下,对该舱段的强力甲板结构厚度进行优化。所得的优化结果说明该优化设计方法在实际工程中具有应用价值。     

船舶机舱纵向构件承载强度的建模与分析

船舶机舱纵向构件多级承载强度研究效果不理想,不能有效提高船舶安全性。提出一种船舶机舱纵向构件数字化模拟的承载强度分析方法。该方法对船舶机舱纵向构件结构静动力风荷载和位移方程进行计算,得到纵向构件结构的风振方程,再对结构振型的位移函数进行构造,以船舶机舱纵向构件承载总重作为设计变量和优化目标。实验结果表明,该方法能对船舶机舱纵向构件多级承载强度进行建模分析,同时对相关设计优化具有重要的指导作用。     

预报搁浅船舶船体强度的一种简化方法（一）

虽然对搁浅事故造成的破坏后果已有所了解，但可被设计者用来来评估船舶发生搁浅时船体强度的工具却非常少。本文提出了一种发生搁浅事故时预报船底强度的简化方法。船体的结构单元在船舶长度方向呈现周期性布置的特征，因此，船舶搁浅过程产生的船体变形阻力在某种程度上也是呈现纵向周期性的特征。对于船底的主结构单元，本文主要考虑以下四种破坏模式：横向结构的拉伸破坏、船底板的凹陷破坏、撕裂破坏以及蛇腹形撕裂破坏。将用于这些特定破坏模式的计算公式组合起来，建立了预报船底强度的简化方法。对照一系列大尺度搁浅试验结果以及某实际发生的搁浅事故对所提出的简化预报方法加以校核，证明所提出的预测方法是正确的。该方法最具吸引力的地方在于万一发生船舶搁浅事故时能采用这种方法通过手工计算来预报船体的强度。     

长上层建筑计入船体梁总纵强度研究

目前许多船型设计长上层建筑,主船体舷侧一直延伸到上层建筑甲板。规范进行船体梁总纵强度评估时,会涉及船体横剖面剖面模数和船体梁弯曲正应力的计算方法。综合考虑上层建筑有效度和剖面折减系数,研究了长上层建筑参与总纵弯曲的船体梁理论,应用了长上层建筑和主船体弯曲正应力的计算方法,验证了该方法对具有多层长上层建筑甲板船型的适用性,可应用于对具有长上层建筑的船舶初步设计校核。     

双向受压裂纹板剩余极限强度分析

[目的]船舶在航行过程中船底板等船体结构除了受到纵向弯曲应力以及舷侧外板传递的横向水压力载荷影响外,还因焊接及应力集中容易产生裂纹,使船体结构的承载能力降低。为此,[方法]通过数值计算,研究双向受压载荷作用下含中心裂纹船体板的剩余极限强度。首先,提出计算含裂纹船体板剩余极限强度的参数化函数模型;然后,计算和分析影响其强度的因素,如裂纹长度、倾角和船体板细长比、长宽比以及横纵载荷比,并提出倾斜裂纹的有效投影长度参数;最后,基于计算结果,拟合得到双向受压载荷作用下含中心裂纹船体板的剩余极限强度计算公式。[结果]结果表明,运用计算公式得到的结果具有较高的精度,[结论]可用于对实船上含中心裂纹船底板纵向极限承载能力的计算分析。     

船舶纵向下水船底结构局部加强研究

大中型船舶纵向下水时,往往会因支墩反力过大而需要检验船底局部强度和进行局部结构的加强.文章通过若干实船下水的墩反力计算及加强结构的设计和分析,提出了合理布墩和加强设置的若干原则,并以某汽车运输船为例,进行了船底局部结构三维有限元结构强度和稳定性的对比分析.结果表明,提出的结构加强原则和措施是合理、有效的.     

基于蚁群算法的大型油船中剖面结构优化设计

采用蚁群算法对大型油船中剖面结构进行了优化设计,选取了纵骨型号等18个设计变量,建立了以单位长度中剖面构件重量最轻的目标函数,根据DNV(挪威规范)提取了总纵强度等29个约束条件,从而建立了大型油船中剖面结构优化模型。改进的蚁群算法对该模型进行优化计算,该船的中剖面纵向结构单位长度的重量减轻3.35%,结果表明蚁群算法是行之有效的。     

160t拼装式起重船结构与操作规程分析

利用有限元软件对160 t拼装式起重船的结构强度进行计算,以验证起重船船体和浮箱在船底板架、舷侧板架、甲板板架、横舱壁等主要构件强度上是否满足相关规范的要求。同时介绍拼装式起重船具体的操作过程,为后续系统研究奠定基础。