UR S11A及UR S34对超大型集装箱船结构设计的影响

比较国际船级社协会（International Association of Classification Societies,IACS）制定的针对集装箱船总纵强度评估的标准“UR S11A”与集装箱船有限元强度评估工况的最低要求“UR S34”的差异,主要比较总纵强度评估方法、垂向波浪弯矩和垂向波浪剪力公式的差异。结合中国船舶及海洋工程设计研究院自主开发设计的某2种类型超大型集装箱船,计算分析UR S11A对集装箱船3个典型位置（船体0.25L,0.50L和0.75L处）纵向结构构件尺寸的影响,特别是对剪切强度的影响。同时,介绍UR S34的一些关键内容。     

UR S11A和URS34对超大型集装箱船结构强度直接计算的影响

研究针对集装箱船总纵强度统一规定的UR S11A和有限元计算功能性要求的UR S34,以两型超大型集装箱船作为实例,分析比较新规定、新要求对超大型集装箱船结构强度直接计算的影响。分析结果表明,UR S11A和UR S34对集装箱船结构强度提出了更高的要求,研究结果有助于新船型的优化设计和结构强度分析。     

UR S11A&34对超大型集装箱船结构强度直接计算的影响

基于近年来大型集装箱船事故,国际船级社协会（IACS）通过了针对集装箱船总纵强度统一规定的UR S11A和有限元计算功能性要求的UR S34。通过深入研究新规定、新要求,并以2型超大型集装箱船作为实例,分析比较了新规定、新要求对超大型集装箱船结构强度直接计算的影响。分析结果表明,UR S11A&34对集装箱船结构强度提出了更高的要求。其研究结果有助于新船型的优化设计和结构的强度分析。     

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。     

UR S34对超大型集装箱船直接强度校核的影响

针对14 000 TEU集装箱船舱段结构强度的有限元分析,对比UR S34与劳氏船级社规范的差异,分析UR S34对超大型集装箱船直接强度校核的影响,结果表明,UR S34生效后,按LR规范进行直接计算时应考虑加载工况的修改,实际上对集装箱船的舱段结构强度提出了更高的要求。     

UR S11A对船体梁波浪载荷长期极值的影响研究

2016年7月1日起生效的新版UR S11A以提升集装箱船结构安全为目标,替代了之前的版本UR S11。论文对UR S11A和UR S11中关于船体梁波浪载荷长期极值的计算公式和技术背景进行了比较。以已经交付运营或正在建造中的14型不同尺度集装船为分析数据库,对这两个规范在确定波浪载荷长期极值中的应用进行对比研究。然后以一型超大型集装船为算例,用基于线性波浪载荷的谱分析法、基于非线性波浪载荷的等效设计波法和非线性等效设计海况法等三种长期极值预报方法,对船舯区域垂向波浪弯矩进行计算,并分析它们与规范值之间的差异。总结UR S11A对船体梁的波浪载荷长期极值的影响,也为集装箱船波浪载荷设计极值的确定提供参考和建议。     

超大型集装箱船货舱箱角结构优化

针对超大型集装箱船货舱台阶中间设置角隅的情况,选择两种典型的箱角结构设计方案,以某两万箱级超大型集装箱船为例,通过结构强度有限元分析方法计算两种方案箱角结构的屈服强度,以谱分析疲劳评估方法计算平台角隅的疲劳寿命,分析两种方案的优缺点,为超大型集装箱船的结构设计提供合理的参考。     

支线集装箱船整船强度和疲劳有限元分析

在分析UR S11A和S34生效后的集装箱船整船屈服、屈曲要求的基础上,以1艘支线集装箱船为对象,计算得到目标船整船结构各个计算工况下的应力分布,完成整船屈服、屈曲强度评估和疲劳筛选及评估,分析发现支线集装箱船艏、艉非货舱区域结构和货舱区域的横向结构,以及整船重点区域的疲劳问题不容忽视.在设计时,对上述区域结构应重点关...     

超大型集装箱船结构设计关键技术分析

针对超大型集装箱船结构布置进行多方案设计对比分析.以某万箱船为例,对比了8种不同结构布置方案,确定了货舱区结构设计、横舱壁支撑系统、设计静水弯矩、纵骨型材选择以及货舱内装载高箱对结构性能的影响.该研究对超大型集装箱船结构优化设计有一定的参考意义.     

11000TEU级集装箱船满足UR S11A/S34AIP证书

正2016年6月28日,在DNV-GL集装箱论坛上,DNV-GL中国审图中心经理Falk Rothe先生向上海船舶研究设计院(SDARI)颁发了11000 TEU级集装箱船满足UR S11A/S34的AIP证书。11000 TEU级集装箱船是SDARI按照DNV-GL船级社集装箱船规范和相关导则要求独立开发完成的一型大型集装箱船。该船采用双岛布置,共设8个货舱,货舱内最大能装载     

浅水超大型FPSO波浪弯矩设计值与不同水深预报值的比较

针对水深对浅水超大型FPSO波浪诱导载荷的影响,在国际船级社协会(IACS)纵向强度标准的基础上,探讨了不同水深波浪诱导弯矩的长期预报值与波浪弯矩设计值的关系.开发了基于有限水深复合格林函数波浪诱导弯矩数值计算程序模块,对一艘300K DWT FPSO在不同水深海况下的波浪诱导载荷进行了长期预报.研究结果表明,水深对波浪弯矩设计值的影响很大.     

极限强度校核中的几个问题

极限强度检查是船级社规范中的重要部分。就当前船舶结构设计中一些有争议的问题,诸如极限弯矩定义、极限强度条件以及砰击振动弯矩计算等问题进行了讨论。     

联合弯矩作用下含裂纹船体结构剩余极限强度评估方法研究

裂纹损伤对于船体结构来说难以避免,将削弱结构的极限强度,所以研究含裂纹损伤船体结构的剩余极限强度意义重大.对于含裂纹舱段结构,现有的研究主要针对垂向弯矩作用下的剩余极限强度,对于联合弯矩作用下的研究还很欠缺.本文采用非线性有限元分析方法,研究了垂向弯矩和水平弯矩联合作用下含裂纹舱段的剩余极限强度.提出了计算含裂纹船舯舱段在联合弯矩作用下剩余极限强度的计算公式,通过对含裂纹箱型梁的有限元计算结果进行拟合,得到公式中待定系数的表达式.研究结果表明,本文提出的方法可以快速预测船体结构在联合弯矩作用下的剩余极限强度.     

超大型油船破损剩余强度可靠性分析

根据MARPOL公约,对CSR-H规定的破口范围进行概率分析。以一艘超大型油船为例,分别统计了单舱破损后各个肋位的静水弯矩概率特征和基于全球海况谱的一周波浪弯矩预报值;基于Smith法的船体梁极限弯矩计算软件,分别统计了各舱破损后极限弯矩的概率特征;采用改进一次二阶矩法,计算了各舱破损后的剩余强度可靠度。研究结果表明：机舱和首尾货舱发生破损后整船失效概率较低,中部货舱区域发生破损后整船失效概率较大,尤其在静水中垂破损工况下最危险,失效概率在10^-2量级。     

散货船碰撞损伤后的剪切极限强度

船体梁受到碰撞损伤后,必须有足够的剩余强度用以抵抗最大外弯矩,同时还需能够承受最大剪力.在众多类型的船舶中,散货船是一种抗剪能力较差的船型.对于其碰撞损伤后纵向剩余极限弯矩的研究已有较多的文献[2-7],而对于碰撞损伤后的剪切极限强度的研究目前还比较少.针对这一现状,本文的主要目的在于分析讨论散货船受到碰撞损伤后的极限承剪能力;分析结构几何尺寸,碰撞损伤形状以及边界条件等各种因素对碰撞破损船体抗剪能力的影响.为了方便起见,文中也给出了相应的回归经验公式.本文同时还推导了一个船体梁碰撞损伤后的初始屈服剪力计算公式.最后,本文以一艘散货船为例,计算分析其碰撞损伤后的抗剪能力,从中得出一些有益的结论.     

Effect of pitting corrosion on the ultimate strength of steel plates subjected to in-plane compression and bending

Corrosion pits with a circular cone shape are typically observed on coated hold frames of aged bulk carriers which carry exclusively coal and iron ore. In order to ensure the safety of these types of bulk carrier, it is necessary to understand the effect of pitting corrosion on the local strength of hold frames. In order to investigate this effect, a series of nonlinear finite-element (FE) analyses has been performed with pitted plates subjected to in-plane compressive loads and bending moments. It has been shown that the ultimate compression load or bending moment of pitted plates is smaller than that of uniformly corroded plates in terms of average thickness loss, and that predictions of the ultimate strength using the average thickness loss at the minimum cross section would be conservative. In order to establish a method of evaluating strength reduction due to pitting corrosion, it is important to identify the failure mode that would be most detrimentally affected by pitting corrosion. It was found that the reduction of the ultimate compressive load or bending moment due to pitting corrosion is smaller than that of the tensile strength in terms of equivalent thickness.     

油船实际装载操作中应校核极限强度

由于船体梁极限强度校核值不需要经船级社认可批准,不必纳入装载手册,仅需在设计阶段进行校核。实际设计工作中设计者会根据各自的需要和经验在结构吃水从出港到到港全程设计不同的中间状态,产生不同的实际操作最大静水弯矩值,供设计阶段校核船体梁极限强度的实际操作最大静水弯矩包络值值不且唯一性。文章以某实船为例进行计算分析,发现中间装载过程对弯矩包络值影响较大,不同的中间过程会产生不同的弯矩包络值,若以其中某组较小包络值作为设计阶段船体梁极限强度校核值,同时在船舶营运实际操作中又不对此船体梁极限强度进行校核,会给实际营运的的船舶带来安全隐患。为防止出现这一问题,建议将船体梁极限强度校核值作为强度衡准放入完工装载手册用以指导船长实际操作,确保所有实际操作状态的弯矩不得超过船体梁极限强度校核值。     

基于广义切线模量理论的铝合金加筋板结构轴压极限强度分析

研究铝合金加筋板结构的极限强度,有利于充分发挥铝合金材料的强度潜力和结构的后屈曲承载能力。本文将广义切线模量理论应用于铝合金加筋板结构的轴压极限强度计算,并推导了适用于加筋板的协调参数、极限弯矩系数及结构系数等相关参数的解析算式,建立了铝合金加筋板结构的强度利用率函数,从而得到结构的极限强度,进一步完善了广义切线模量理论在加筋板结构极限强度研究领域的应用。通过将广义切线模量法计算结果与经验公式、有限元计算结果进行比较,验证了其适用性与可靠性,可用于工程分析计算。     

核发电船堆舱破损状态极限强度分析

对于核发电船而言,考虑到核反应堆的安全性问题,船体结构即使发生破坏,也要保证整体的强度,所以有必要针对破损后的船体梁进行极限强度分析。在船体剩余极限强度分析中,核反应堆舱所处舱段的极限承载能力是整个核发电船极限强度分析的关键。文章研究的重点集中在核反应堆舱段,在该舱段选取危险剖面进行剩余极限强度分析。同时,采用中和轴偏转的Smith方法对反应堆舱段进行破损船体极限强度计算,并结合HCSR规范对其进行评估。根据该核电船作业海域的海况资料,对其遭遇的波浪载荷进行长期极值预报,进而得出该船破损情况下的设计极限弯矩。结果表明,该船的设计极限弯矩满足规范中的要求,为基于规范的特定海域中的特定船型剩余强度评估提供参考。