《矿砂船船体结构强度直接计算指南(2020)》 发布

正为适应工业界对大型矿砂船的开发和设计的需要,配合国家开展大型矿砂船船型开发研究的计划,由原国防科工委立项,经造船工程学会委托,中国船级社在2009年基于我社《钢质海船入级规范》、《双舷侧散货船结构强度直接计算指南》、《油船结构直接计算分析指南》、《船体结构疲劳强度指南》等规范及指南的基础上研究编写了大型矿砂船结构强度直接计算指导性文件。根据多型矿砂船的审图、入级反馈,中国船级社重新修订了该指导性文件,于2014年颁布了《矿砂船船体结构强度直接计算指南(2014)》。     

某油船改造成双舷侧散货船结构强度直接计算分析

以某单壳油船改造的双舷侧散货船为例,按照CCS《双舷侧散货船结构强度直接计算指南(2004)》要求,对船体屈服和屈曲强度进行直接计算分析。结果表明,该船的改造设计方案是可行的,各种构件的屈服强度和板格屈曲强度基本可以满足规范要求。     

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。     

40万吨矿砂船货舱段局部强度分析

介绍了基于DNV规范对一艘40万吨矿砂船的结构强度进行有限元分析.应用DNV的Sesam和Nauticus Hull软件对该船屈服、屈曲强度进行分析评估,并依据结果对船体结构型式和尺寸进行了优化和加强.其分析结果与加强方案对超大型矿砂船结构的强度分析具有一定的参考价值.     

《矿砂船船体结构强度直接计算指南》(2020)颁布

正从中国船级社网站获知,《矿砂船船体结构强度直接计算指南》(2020)将于2020年7月1日生效。其主要内容包括:(1)规定了指南的适用范围、船型定义、符号。(2)规定了波浪载荷和计算工况。(3)舱段直接计算的建模要求、分析范围、船体梁调整和许用衡准。(4)细化网格详细应力评估的部位、建模要求和许用衡准。     

新一代40万吨超大型矿砂船下水

正9月19日,招商轮船与工银租赁合作订造的世界最大矿砂运输船——新一代40万吨超大型矿砂船(VLOC)在青岛下水,受到业界的高度关注。这是全球第一艘率先完成船体结构建造、顺利下水的第二代40万吨VLOC,由上海船舶设计研究院设计,青岛北船重工建造。该船在设计和建造过程中,招商轮船作为船东方积极参与了船舶设计和建造工艺的大量优化工作,并     

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。     

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.     

25万吨级矿砂船结构设计

超大型矿砂船(VLOC)尺度大,所受载荷恶劣复杂,在结构设计中,有限元分析是必不可少的工作。介绍了25万吨级矿砂船的结构设计特点,阐述了针对矿砂船多发问题所做的优化工作,尤其在货舱布置时设置数量适宜的横舱壁既有利强度问题,同时也便于装卸货的灵活性。     

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.     

大型矿砂船复杂节点疲劳寿命分析方法研究

本文基于中国船级社疲劳指南中散货船的总体要求,结合大型矿砂船结构布置与实际装载模式的特点,建立了针对矿砂船复杂节点的疲劳强度评估方法。通过对实船装载数据的统计,提出了适用于疲劳评估的典型装载工况及各工况静水弯矩系数、时间分配系数和相关运动参数的推荐值。基于本文的评估方法,对三型矿砂船复杂节点的结构疲劳寿命进行了分析,筛选得到矿砂船疲劳评估的关键位置,并总结了共性规律。本文研究工作可为大型矿砂船疲劳强度评估提供参考。     

大型矿砂船的结构强度设计和审图要点研究

以某25万吨矿砂船为例,基于中国船级社钢制海船入级规范,对大型矿砂船的结构强度设计进行了研究,指出了大型矿砂船结构设计中常见的一些问题。分别从总纵强度、疲劳强度、规范校核、舱段有限元、全船有限元等方面,对大型矿砂船结构设计和审图中应注意的问题进行了分析,给出的结构设计建议及节点改善措施对大型矿砂船的结构设计和检验具有一定的指导意义。     

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。     

Exact and simplified estimations for elastic buckling pressures of structural pipe-in-pipe cross sections under external hydrostatic pressure

Structural pipe-in-pipe cross sections have significant potential for application in offshore oil and gas production systems because they combine thermal insulation performance with structural strength and self weight in an integrated way. Such cross sections comprise inner and outer thin-walled pipes with the annulus between them fully filled by a selectable filler material to impart an appropriate combination of properties. Structural pipe-in-pipe cross sections can exhibit several different collapse mechanisms, and the basis of the preferential occurrence of one over the others is of interest. This article presents an exact analysis for predicting the elastic buckling behaviours of a structural pipe-in-pipe cross section when subjected to external hydrostatic pressure. Simplified approximations are also investigated for elastic buckling pressure and mode when the outer pipe and its contact with the filler material is considered as a pipe on an elastic foundation. Results are presented to show the variation of elastic buckling pressure with the relative elastic modulus of the filler and pipe materials, the filler thickness, and the thicknesses of the inner and outer pipes. Case studies based on realistic application scenarios are used to show that the simplified approximations are sufficiently accurate for practical structural design purposes.     

40万吨超大型矿砂船典型结构缺陷

根据第一代40万吨超大型矿砂船(VLOC)的状况勘验情况,对船舶的典型布置和结构特点进行概括,并对船舶的典型结构缺陷进行总结。基于结构特点和运营中的结构受力情况,对典型结构缺陷进行分析。基于分析结果,对典型结构缺陷的处理措施进行介绍。根据现有结构状态,提出结构检验注意要点,为第一代40万吨VLOC的后续结构检验提供指导,也为即将投入运营的第二代40万吨VLOC的结构检验提供参考,以有针对性地对40万吨VLOC进行结构检验,提高结构检验效率。     

Experimental and numerical investigations of the ultimate torsional strength of an ultra large container ship

Structures of ultra large container ships (ULCS) are characterized by large deck openings and low torsional rigidity. It is essential to comprehensively figure out their collapse behaviors under pure torsion with both model experiments and numerical simulations, making an evaluation of their ultimate torsional strength. In this paper, a similar scale model of a 10,000TEU container ship has been designed and manufactured first, in which both geometric similarity and strength similarity are taken into account. Next the collapse behaviors of the test model are detailedly illustrated with both experimentally and numerically obtained results. Then discussions on warping or shear buckling deformations involved in the collapse process of the structure are conducted with extended numerical simulations. Finally, the ultimate torsional strength of the true ship is evaluated according to the similarity theory. Results show that it is the yielding and shear buckling of the side shells that causes the failure of the hull girder under pure torsion. Further nonlinear finite element analysis demonstrates that it may either have warping or shear buckling deformations in the torsional collapse process of the hull girder with a large deck opening, depending on the local rigidity distribution of side shells, which has a significant effect on the ultimate torsional strength of the hull girder.     

基于Excel-Mars2000-Isight平台的油船中横剖面结构尺寸优化

散货船和油船共同结构规范(CSR)规定了船体梁总纵强度、局部强度、屈曲强度、疲劳强度等要求。目前,对油船中横剖面结构尺寸优化的研究较多,但设计约束条件通常比较简单,较少考虑CSR中的多种约束条件和载荷,因此优化结果的实用性有待商榷。由于CSR规范条文较繁琐且不断更新,考虑利用船级社规范校核软件进行符合描述性要求的规范计算,在通用优化平台Isight中集成Mars2000软件,实现剖面尺寸自动优化。根据上述优化思路和流程,开发了基于Excel-Mars2000-Isight平台的油船中横剖面结构优化工具。     

竖向均载下轻钢门式刚架极限承载力有限元分析

基于非线性板壳有限元结构分析方法,运用有限元分析软件ANSYS,对轻钢门式刚架考虑柱腹板屈曲,梁腹板不屈曲的极限承载力进行材料、几何双重非线性分析,研究了柱腹板高厚比、翼缘宽厚比、斜梁坡度、高跨比等几何参数的变化对刚架极限承载力的影响．计算结果表明：增加柱腹板厚度、柱腹板高度、翼缘厚度、斜梁坡度、高跨比可以提高刚架极限承载力;柱腹板高厚比在60～135范围内,翼缘宽厚比在9～15．43范围内变化时对承载力影响较大;而斜梁坡度在1／8～1／24范围内,高跨比在1／12—1／8范围内变化时对刚架极限承载力的影响较小,工程分析时可以忽略它们的影响．     

特征载荷下海工管状结构屈曲临界载荷分析

圆柱形管状结构在海洋工程领域中应用较多,在进行结构设计时,需重点关注其侧向受载时的屈曲强度问题。通过理论分析和数值模拟,对比研究径向线性载荷变化下圆柱壳的屈曲行为,以经典的Donnell壳体理论为基础,得到圆柱壳的屈曲控制方程,并通过本征值分析方法得到结构屈曲的临界条件。采用有限元软件ABAQUS对线性变化径压下圆柱壳的屈曲进行数值仿真。分析得出径厚比是径向线性分布载荷下圆柱壳屈曲临界载荷的主要影响因素,三角形径压下屈曲临界载荷值约为均布径压下屈曲临界载荷值的2倍。