51000 DWT散货船吊车支持甲板结构局部强度分析

应用美国ABS船级社的Safehull中的Ship Builder软件建立第2、3舱的两个半舱三维有限元模型，上墩和吊车支柱手工建模。分析了船舶在满载出港、压载到港时，受舱段载荷作用和吊车等局部载荷下的甲板结构强度，所有作用在舱段模型上的作用力，包括货物载荷、波浪静动压力等均采用单元压力形式给出，吊车载荷简化为力和弯矩作用在吊车上。应用MSC／NASTRAN计算，结果表明甲板强度满足规范要求。     

30000吨多用途船舶体舱段强度的有限元计算分析

本文对30000吨多用途船舶体舱段强度进行了有限元直接计算分析。按照GL规范直接计算的要求,舱段载荷除了考虑水压力载荷、货物载荷和自重等舱段局部载荷小,还要考虑总强度的影响作用。经过满载工况、压载工况和起重机作业工况的计算,表明本船强度满足GL规范直接计算要求。     

空爆下强力甲板损伤变形后舱段剩余极限强度分析

根据德国萨克森级护卫舰在强力甲板上加装纵向箱型梁的舰体结构设计理念,评估强力甲板设置纵向箱型梁之后空中爆炸(空爆)防护能力的提高比例。选择舰船非接触式爆炸冲击载荷工况,采用ABAQUS中的CONWEP模块模拟空爆对强力甲板的冲击作用,建立普通舱段和甲板设置纵向箱型梁的舱段在强力甲板损伤之后的有限元模型,通过准静态法求解其剩余极限强度。采用三角级数对舱中处强力甲板的变形曲线进行拟合,给出描述强力甲板变形的参数,分析其与剩余极限强度保持能力之间的关系。分析结果表明:与普通舱段相比,若在强力甲板下方合适位置处设置纵向箱型梁,则当强力甲板变形参数相同时,加强后的舱段可有效提高船体自身的剩余极限强度。     

关于汽车运输船刚性设计与柔性设计的强度比较分析

在汽车运输船的设计中,一般存在刚性设计和柔性设计这两种思路。刚性设计较传统,但近年来也有汽车运输船采用柔性设计的。文中以一艘5 000车的汽车运输船为例,分别进行了刚性设计和柔性设计的舱段有限元分析,以比较两种设计在结构强度方面的特点,并对柔性设计的支柱与甲板强框相交处的结构进行了细化和疲劳分析,为今后汽车运输船的设计提供有价值的参考。     

基于舱段模型的大开口甲板结构稳定性分析与设计

针对某大开口舱段结构,采用有限元方法（FEM）对比分析3种计算模型位移载荷作用下第1层甲板纵骨轴向应力的分布.计算结果表明,该应力分布存在较大程度的不均匀性,采用双层板架模型或立体舱段模型能获得较准确的纵骨轴向应力分布.同时,分析2种基于稳定性要求的大开口甲板纵骨设计理念的优劣.为合理利用结构材料,均衡各区域纵骨的稳定性储备,建议在设计甲板纵骨时要考虑大开口甲板纵骨轴向应力分布的不均匀性.     

冰载荷作用下乙烯运输船结构强度评估

对乙烯运输船在北极航区航行时海冰对船体结构带来的影响进行研究,评估舱段结构强度.以某乙烯运输船为例,根据IACS于2007年出版的《极地冰级规范》(Polar Class)指定冰级,分析冰区船舶所受外载荷,设计加强所选液化气船货舱区结构;采用MSC.Patran/Nastran建立三维舱段模型,进行计算分析,评估货舱段船体结构强度,确保冰区航行船舶结构的安全可靠性.     

不同甲板设计理念的汽车滚装船在Racking状态下的结构强度分析

文章主要研究不同车辆甲板设计理念下的汽车滚装船,在横浪航行状态下受非对称载荷的作用,发生Racking挠曲变形后的结构强度。本文以7800车位的汽车运输船为例,运用有限元软件MSC?PATRAN和MSC?NASTRAN,分别建立了车辆甲板在刚性设计和柔性设计理念下的舱段模型,探讨了两种设计理念下船体结构的应力大小、热点区域分布以及挠度变形等,进而比较两种设计理念对结构强度影响的差异。最后总结归纳出两种设计理念各自的优缺点,希望为以后同类型的船舶设计和建造提供参考和借鉴。     

基于有限元分析的船舶结构设计

采用Ansys有限元分析平台构建全船模型,通过插值和网格划分2种方法划分模型网格,并在不同载荷情况下,通过3种力学方程模拟和校核船舶模型的抗损程度以及承载强度,分析船舶结构性能,完成船舶模型结构尺寸优化.结果显示:该方法能够获取不同载荷下船舶不同结构部位的应力分布结果,不同载荷下,船舶首部舱段结构和甲板支撑结构发生显著...     

多用途船甲板舱口角隅疲劳强度分析

以5 000 DWT多用途船为例,按照中国船级社《集装箱船结构强度直接计算指南》对多用途船的甲板舱口角隅局部结构进行了疲劳强度评估。基于设计波法对多用途船的载荷进行长期预报并确定设计波参数,利用有限元软件MSC.Patran建立了有限元模型,对12个设计波下的有限元模型进行了分析。计算结果表明,本方法对多用途船大开口甲板舱口角隅处的结构设计具有一定的实用意义和参考价值。     

C型独立液货舱LNG舱段分析方法研究

C型独立液货舱LNG运输船在其运营期间,要遭受多种复杂载荷的联合作用,这对其整体强度尤其是货舱区结构的可靠性及安全性提出了很高的要求。本文基于CCS相关规范,对C型独立液货舱段的结构直接计算进行研究,得到其载荷计算方法,并针对液货罐与鞍座连接形式的模拟方法进行了不同的尝试与比较。最后通过对一LNG运输船实际算例的分析,得到一套合适、准确的舱段有限元直接计算方法,为LNG运输船货舱结构的设计与校核提出了合理的建议。     

5000 t自航甲板驳船波浪载荷与总纵强度研究

针对5 000 t自航甲板驳船,研究甲板宽大型驳船的波浪载荷及结构强度问题。根据船舶作业海域的海况条件,通过对波浪诱导载荷响应函数的计算,得出并预报船体所承受的波浪载荷。确定结构强度计算工况,分析甲板驳船结构强度问题。     

矿砂船舱口间甲板结构的可靠性评估

文章针对一艘舱口间甲板发生屈曲破坏的矿砂船,对其舱口间甲板结构进行横向压缩强度分析和可靠性评估。为建立一套初步的可靠性评估方法,首先,采用半解析公式计算舱口间甲板结构在不同破坏模式下的压缩极限强度,其最小值即为结构的临界应力,为强度评估提供依据。其次,基于改进的一次二阶矩法编写FOR⁃TRAN子程序,计算结构的可靠性指标,建立了基于舱口间甲板的横向压缩强度的可靠性分析程序。综合评估结果表明,舱口间甲板结构的强度储备不足以抵抗外部载荷,屈曲破坏发生起始于檐板和舱口间甲板,这与目标船的事故分析报告中的屈曲现象吻合。根据舱口间甲板结构的强度和可靠性评估结果,采取三种加强方案,权衡结构安全因子和结构重量从而得出较优的修复加强方案。     

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。     

Research on the dynamic buckling of a typical deck grillage structure subjected to in-plane impact Load

The dynamic buckling of the main deck grillage would result in the total collapse of the ship hull subjected to a far-filed underwater explosion. This dynamic buckling is mainly due to the dynamic moment of the ship hull when the ship hull experiences a sudden movement under impact load from the explosion. In order to investigate the ultimate strength of a typical deck grillage under quasi-static and dynamic in-plane compressive load, a structure model, in which the real constrained condition of the deck grillage was taken into consideration, was designed and manufactured. The quasi-static ultimate strength and damage mode of the deck grillage under in-plane compressive load was experimentally investigated. The Finite Element Method (FEM) was employed to predict the ultimate strength of the deck grillage subjected to quasi-static in-plane compressive load, and was validated by comparing the results from experimental tests and numerical simulations. In addition, the numerical simulations of dynamic buckling of the same model under in-plane impact load was performed, in which the influences of the load amplitude and the frequency of dynamic impact load, as well as the initial stress and deflection induced by wave load on the ultimate strength and failure mode were investigated. The results show that the dynamic buckling mode is quite different from the failure mode of the structure subjected to quasi-static in-plane compressive load. The displacements of deck edge in the vertical direction and the axial displacements are getting larger with the decrease of impact frequency. Besides, it is found that the dynamic buckling strength roughly linearly decreased with the increase of initial proportion of the static ultimate strength P₀. The conclusions drawn from the researches of this paper would help better designing of the ship structure under impact loads.     

基于ANSYS分析的拖网渔船轻型艉门架设计

小型双甲板拖网渔船的艉门架位于上层甲板,并且在起网作业时承受较大载荷,其结构形式所决定的重量与强度构成一对矛盾,如何处理它们的关系将直接影响起网作业的安全和船舶稳性。文中在原有艉门架结构的基础上,提出经全新改进设计的新型艉门架,并通过有限元分析软件ANSYS对两种艉门架的强度进行分析计算和比较,结果证明改进后的新型艉门架不仅满足了给定作业工况下结构强度要求,同时也大幅降低了结构重量,并在一定程度上降低了空船重心高度。     

薄膜型LNG船全船结构屈服和疲劳强度分析

以某薄膜型液化天然气（Liquefied Natural Gas,LNG）船的结构设计为例,开展全船屈服强度校核和基于精细网格的有限元疲劳强度分析。针对5种典型装载状态,基于美国船级社（American Bureau of Shipping,ABS）全船强度直接计算指南,采用ABS-DLA/SFA系列软件,用三维波浪载荷预报程序对波浪随机载荷进行长期预报。基于预报结果,针对每种装载状态计算15个设计波参数组,求解全船结构在各载荷组合工况下的应力分布,继而完成屈服强度校核。以甲板机械室与穹顶甲板相交处的关键节点区域的节点设计为例开展细网格局部强度分析,并通过各种改进设计解决应力集中问题。针对2种常用典型操作装载状态及营运于北大西洋海区疲劳寿命满足40a的要求,基于ABS全船疲劳强度直接计算指南计算2个典型细化位置热点应力传递函数,通过谱分析得到疲劳累积损伤和疲劳寿命,完成疲劳强度校核。采用的全船强度和疲劳分析方法和思路适用于其他超大型船舶的结构分析。     

美国航母飞行甲板演变及设计思想研究

飞行甲板是航母舰载机起降、调运、保障、布列最重要的作业场所,其设计工作在航母总体设计中占有重要地位,很大程度上决定了舰载机出动回收保障能力和航母综合作战效能.本文针对美国海军二战后至今研制的5型航母,分析其飞行甲板布局演变过程,梳理总结美国航母飞行甲板设计思想和启示.     

桁材开孔腹板的线性屈曲强度分析

船体在总纵弯曲时甲板纵桁和船底纵桁承受较大的轴向压力,而在桁材腹板上开孔会影响其腹板的屈曲强度.针对这一问题,应用有限元屈曲特征值分析方法对受轴向压力开孔腹板的屈曲载荷进行计算.通过对计算结果的分析,对开孔尺寸和开孔位置对腹板屈曲强度影响的规律进行了归纳,并对腰圆孔和圆孔对腹板屈曲的影响程度做出了比较,对船体结构中腹板开孔尺寸及位置提出了一些建议.     

Structural behaviour of a high tensile steel deck using trapezoidal stiffeners and dynamics of vehicle–deck interactions

As an early part of a large design and fabrication-oriented project FasdHTS funded by the GROWTH programme of the European Commission, an exotic concept ship was designed in very high tensile steel (EHS690) with the purpose of finding out consequences for design and production. The project has already produced a considerable bank of knowledge for design and shipyard production in this material.This paper presents analysis and discussions on static and dynamic behaviour of a high tensile steel deck designed with trapezoidal stiffeners. First, a finite element model of the deck structure is created. The influence of support condition for the longitudinal girders, and the contact area between the vehicle tyre and panel were analysed. The results from modal analysis of the structure under different load conditions are presented. The different load conditions comprise the unloaded and loaded deck, and the load type, i.e. cargo loads or vehicle loads (car loads or truck loads). From the frequency response analysis under harmonic excitation, it shows how the locations and numbers of cars parked on the deck influence the dynamic response of the structure. Furthermore, by studying the car–deck interaction, it is found that the effects of normal cargo loads are quite different from the vehicle loads due to the spring/damping effects of the vehicles. It is suggested that the carloads have a similar mechanism to that of tuned mass dampers. Finally, two transient analyses of the structure due to excitations transferred from deck supports and lorry braking-induced loading are performed. It is suggested that the deck structure and vehicle design could have more interactions with each other.