C型独立舱三体罐结构强度有限元分析

根据《国际散装运输液化气体船舶构造和设备规则》的要求,借助ABAQUS软件,对某液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)船C型独立液货舱三体罐结构进行整体有限元强度分析。介绍了模型范围、载荷工况、边界条件和接触类型,并对局部高应力区域网格进行细化,对液罐结构的中面应力和表面应力进行校核。通过对结果进行分析,阐述三体罐的受力特点,提出改进意见,为罐体结构优化提供参考。     

C型独立液货罐焊接接头的疲劳载荷研究

针对C型独立液货罐的特点,提炼出C型独立液货罐的疲劳计算工况;按照IGC规则推导了高周疲劳动压力计算公式,并且与中国船级社《船舶结构疲劳强度指南》中的等效设计波法计算的疲劳载荷作了对比;此外,还讨论了蒸汽压力、温度变化等低周疲劳载荷,解决了C型独立液货罐疲劳计算的关键问题。     

大型C型独立液货罐Y型接头疲劳强度评估

随着C型独立液货罐的新技术发展,目前在工业界推出了采用双体罐和三体罐构造形式的新颖大型C型独立液货罐。由于双体罐和三体罐构造的要求,在相邻罐体连接处设有Y型接头。该Y型接头位置处由于结构件交汇,构造复杂、应力集中,在船舶运动、蒸汽压力变化,以及温度变化的动载作用下有可能发生疲劳损伤。本文对新颖大型C型独立液货罐Y型接头疲劳强度评估方法的规范技术要求及制定开展了深入详尽的研究，包括对C型独立液货罐疲劳损伤计算工况择取，液货内部动压力计算公式推导，蒸气压力、温度变化等低周疲劳载荷模式确定等，创新提出一整套基于热点应力的C型独立液货罐Y型接头的疲劳损伤评估方法的规范实施要求。进一步地，还推导了基于一般实际情况假设下的C型独立液货罐Y型接头疲劳评估筛分准则，并应用本文上述研究成果和结论，进行了双体和三体罐Y型接头疲劳评估和筛分准则的应用与验证。     

独立罐型LNG船温度场分析及应用

以某安装B型独立罐的液化天然气(Liquefied Natural Gas, LNG)船为例,按照《国际散装运输液化气体船舶构造和设备规则》(简称《IGC规则》)、美国海岸警卫队(USCG)规则(简称USCG规则)和船级社规范的相关要求,研究该船的温度场计算方法和流程、材料导热系数和对流系数的取值及纵向构件、横向强框和横舱壁的温度场分布。分析该船在《IGC规则》和USCG规则环境工况下的温度场分布和钢等级选取,研究该船LNG日蒸发率的计算,得出对独立罐型LNG船的温度场分析和应用有意义的结果。     

多货罐化学品船液货罐体与支承结构的接触分析

介绍了有限元分析方法对接触问题进行求解的一般方法,应用大型有限元分析软件Marc进行多货罐化学品船液货罐体与支承结构的接触分析,研究了支撑结构的加强方式,为制定CCS《散装运输危险化学品船舶构造与设备规范》（2006）的补充检验要求,提供了依据。     

基于有限元法的LNG舱罐体下加强结构强度设计

利用结构分析软件MSC Patran/Nastran,对某集装箱船的LNG罐舱结构建立有限元模型,对罐体支承结构进行在各种组合工况下的受力分析和强度计算,校核并完善加强设计方案,满足相关规范的要求,保证结构强度。     

极端工况下FLNG的B型独立罐的屈服强度分析

为解决液化天然气(Liquefied Natural Gas, LNG)B型独立罐接触分析需反复手动迭代计算的问题,提出一种自动耦合非线性分析方法。根据挪威船级社规范确定B型独立罐在极端工况下的工作载荷,对底部防横倾、底部防纵倾、顶部防横倾和防浮等关键结构进行接触设置,建立相应的结构三维有限元模型。在此基础上,对极端工况下独立罐的结构进行分析,对其在不同工况下的应力分布特点进行解析,给出需关注的高应力位置和罐体结构优化建议。     

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150m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。     

基于正交试验的FLNG液舱加速度载荷系数分析

FLNG液舱存储着大量危险液货,需要对其进行合理的疲劳评估。但目前其疲劳计算工况尚未有明确规定,有必要探究相关参数对疲劳损伤的影响并对规范中工况制定给出一些有参考价值的结论或建议。以满载状态下的某型FLNG为例,首先基于正交试验设计法拟定三向加速度系数的载荷组合工况,然后采用有限元软件对各工况下的液舱关键部位进行疲劳累积损伤计算,最后进行极差分析,归纳出三向加速度系数对不同位置处的热点应力范围及累积损伤结果的影响趋势。结果表明,垂向加速度系数及迎浪工况寿命占比的变化对疲劳累积损伤的影响较为显著。研究成果可为今后FLNG液舱疲劳计算工况的制定提供参考。     

中小型LNG船C型罐温度场分析及鞍座设计选择

以启元号28 000 m3LNG运输船为研究对象,基于ANSYS有限元软件,建立该船三维有限元模型,计算分析该船C型独立液货罐鞍座及其附近船体结构的稳态温度场;结合实船运营基准以及船级社、IGC标准要求,确定鞍座的形式与船体结构的钢板等级和厚度。     

CSR-H对3.5万吨散货船的影响评估

以3.5万吨散货船实船为例,主要通过SDP规范计算和DSA有限元计算,校核CSR-H对该船结构尺寸和质量的影响。在规范计算方面,主要核算不同工况下的轻货舱、重货舱/风暴压载舱的弯曲强度、剪切强度、极限强度和剩余强度对主要结构尺寸的影响。同时,对重货舱同时兼做风暴压载舱第三货舱的所有区域进行屈服强度评估和屈曲强度评估。     

C型独立液货舱机械应力释放试验计算

介绍13 000m3 LPG船采用低温碳锰钢建造的C型独立液货舱,阐述建造过程中的静水压力试验和机械应力释放试验计算过程,并采用有限元方法进行计算校核,试验结果表明所建造的C型独立液货舱符合IGC要求。     

液化天然气船货舱内部压力研究

LNG船的货舱内部压力应按照IGC规则的要求进行计算。其中,无因次加速度合成方法和横稳心高(GM值)是影响货舱内部压力的重要因素。IGC规则允许采用2种方法来进行无因次加速度的合成:二维加速度椭圆合成法和三维加速度椭球合成法。针对某22万m3薄膜型LNG船,编制了载荷计算电子表格,比较了这2种加速度合成方法导致的货舱内部压力的差异,电子表格计算结果与船级社相应计算软件的结果相一致。另外,就GM值对货舱内部压力的影响进行了讨论。     

中小型LNG船C型独立液货舱载荷分析

C型独立液货舱是中小型LNG船的主要液货舱形式,通常为单圆筒或双圆筒。根据《国际散装运输液化气体船舶构造和设备》(IGC)规则,推导了最大液柱高度计算公式,并对某10000m3LNG运输船的C型独立液货舱载荷进行了计算,比较了单圆筒和双圆筒两种液货舱分别采用二维加速度椭圆合成法和三维加速度椭球合成法导致的结果差异。     

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.     

棱形独立舱液化气船支承结构的局部强度研究

液化气船的棱形独立舱靠设置于底部的支承结构支持,支承结构的强度是该船型结构设计的重要方面。基于非线性有限元模型分析方法较真实的模拟了结构的实际工作状态,分别对支承结构的支撑肘板、挡板及层压木等各局部组件的应力或受力情况进行了详细的分析,研究了外部条件及设计因素对强度的影响,提出了提高结构强度的建议措施,为实际工程中支承结构的尺寸设计和分析提供了参考。     

潜器耐压液舱结构有限元分析

应用有限元方法对纵骨式耐压液舱结构进行系列计算,通过多参数多工况方案对比分析,详细讨论了耐压壳板半径、液舱壳板半径、耐压船体壳板板厚、液舱壳板板厚、相邻实肋板间距、相邻纵骨间距等参数对液舱壳板和耐压船体壳板结构强度和稳定性的影响,研究结果可供潜器耐压液舱结构设计参考,并为进一步完善耐压液舱结构的理论计算方法提供依据。     

基于规范方法的小水线面双体船疲劳强度研究

论文介绍了船舶结构疲劳强度评估基本原理,并对一条2200t级小水线面双体船进行规范法疲劳强度评估。针对小水线面双体船结构特点,采用规范进行疲劳载荷计算；结合全船有限元计算结果进行疲劳部位筛选；采用有限元法提取疲劳部位的热点应力,并计算疲劳部位的累积损伤度。分析计算结果,提出疲劳部位优化方案。     

耐压液舱结构强度与稳定性

应用有限元方法对纵骨式耐压液舱结构进行系列计算,通过多参数多工况方案对比分析,详细讨论了耐压壳板半径、液舱壳板半径、耐压船体壳板板厚、液舱壳板板厚、相邻实肋板间距、相邻纵骨间距等参数对液舱壳板和耐压船体壳板结构强度和稳定性的影响,研究结果可供潜器耐压液舱结构设计参考,并为进一步完善耐压液舱结构的理论计算方法提供依据.     

三峡升船机卧倒门油缸支铰优化

针对三峡升船机试运行期间闸首卧倒门油缸支铰连接螺栓断裂的问题,在满足闸首工作门结构力学性能的前提下,对不同工况下的螺栓进行强度分析,利用Solidworks Simulation有限元软件,建立螺栓和连接板的本构模型,对螺栓和连接板应力场进行数值模拟,得出螺栓断裂的原因,并提出油缸支铰的优化方案。结果表明,原螺栓强度预紧力小于螺栓最大工作荷载而导致螺栓断裂,更换的10. 9级高强度螺栓可以满足实际工况需求,增加的两个筋板保证了油缸支铰螺栓连接板的强度,可供类似工程提供参考。