小水线面双体船疲劳强度的规范计算法研究

针对某小水线面双体船,分别采用CCS和DNV相关规范进行疲劳强度评估。充分考虑小水线面双体船的船型特点,对各疲劳规范计算中的难点和差异作了探讨,给出了有关规范使用的一些建议。计算结果对小水线面双体船的疲劳分析和结构设计提供了参考。     

小水线面双体船结构疲劳强度评估

以"小水线面油田交通船"为依托,探讨了小水线面双体船结构疲劳强度的评估方法,包括:疲劳强度评估构件及部位的确定、疲劳载荷、设计应力范围以及累积损伤度计算等问题.     

基于应力集中系数的SWATH船疲劳节点筛选方法研究

小水线面双体船的疲劳强度问题十分突出,疲劳强度校核节点众多且目前还没有一个明确的疲劳节点筛选原则。针对这些问题,研究基于典型节点的热点应力集中系数有限元计算和名义应力分析,对小水线面双体船全船结构中可能发生疲劳强度失效的节点进行疲劳寿命估算,并根据估算结果对需要进行热点应力分析的疲劳节点进行筛选。计算结果表明,该方法在处理大量结构节点的疲劳寿命估算问题中,计算效率较高,能够反映全船的节点疲劳强度特性,且估算结果较为可靠。该方法不仅适用于小水线面双体船,对于其他类型的船舶,该方法同样具有适用性。     

小水线面双体船疲劳分析S-N曲线法研究

针对小水线面双体船,采用船级社提出的简化计算法、谱分析法和设计波法三种常用S-N曲线法进行典型节点的疲劳寿命计算。对各种方法的计算过程及结果进行比较,归纳它们之间的差异和计算过程中的关键点,还就小水线面双体船疲劳评估方法提出建议。     

小水线面双体船典型节点抗疲劳设计

小水线面双体船结构形式特殊,结构疲劳问题突出.针对小水线面双体船特殊的结构形式,利用有限元方法对小水线面双体船典型舱段结构应力分布情况进行研究,得到了舱段结构高应力区域所在的位置;对板厚、结构形式、加强方式等影响船体结构节点应力的相关因素进行了详细的比较分析,提出了小水线面双体船典型节点抗疲劳设计方法;并利用该方法对1 350 t典型小水线面双体船进行节点形式优化设计,为小水线面双体船的抗疲劳设计提供参考依据.     

片体间距对SWATH船横向波浪载荷的影响

小水线面双体船独特的片体结构使横向波浪载荷成为其最危险的波浪载荷。在小水线面双体船设计初期,片体间距的确定十分重要。本文根据工程中某小水线面双体船的相关资料,对其正常装载状态、满载状态和最大排水状态3种装载状态进行波浪载荷预报。采用三维频域计算方法,对不同片体间距的小水线面双体船进行波浪载荷预报,给出各横向波浪载荷分量的RAO值和长短期预报值,并将波浪载荷的长期预报值与ABS和CCS中载荷的规范值进行比较。通过比较不同片体间距小水线面双体船的载荷预报值,得到小水线面双体船片体间距对其波浪载荷的影响特性,为小水线面双体船的初步设计提供依据。     

片体间距对SWATH船横向波浪载荷的影响

小水线面双体船独特的片体结构使横向波浪载荷成为其最危险的波浪载荷.在小水线面双体船设计初期,片体间距的确定十分重要.本文根据工程中某小水线面双体船的相关资料,对其正常装载状态、满载状态和最大排水状态3种装载状态进行波浪载荷预报.采用三维频域计算方法,对不同片体间距的小水线面双体船进行波浪载荷预报,给出各横向波浪载荷分量的RAO值和长短期预报值,并将波浪载荷的长期预报值与ABS和CCS中载荷的规范值进行比较.通过比较不同片体间距小水线面双体船的载荷预报值,得到小水线面双体船片体间距对其波浪载荷的影响特性,为小水线面双体船的初步设计提供依据.     

小水线面双体船减摇鳍的疲劳强度分析

针对某大型小水线面双体船两种连接方式的减摇鳍,即轴连接式和插入式减摇鳍,分别建立有限元模型,计算应力响应传递函数,确定减摇鳍疲劳累积损伤度,并对比两种类型减摇鳍的损伤结果特性。结果表明:减摇鳍与小水线面双体船下潜体相交各个部位热点应力较大,容易产生疲劳问题,且轴连接式减摇鳍的疲劳损伤比插入式的略为严重大,在设计和建造时应对这些部位重点关注。     

大型小水线面双体船结构强度有限元分析研究

针对某5 000吨级小水线面双体船,分别采用规范载荷计算方法和波浪载荷直接计算法进行整船有限元分析。给出了2种方法的使用建议,并对2种方法的屈服强度计算结果进行探讨,对计算结果的差异性进行分析。研究结果可为小水线面双体船的整船有限元计算和结构设计提供参考。     

小水线面双体船减摇鳍疲劳强度分析

针对某大型小水线面双体船减摇鳍的两种连接方式,即轴连接式和插入式减摇鳍,分别建立有限元模型,计算应力响应传递函数,确定减摇鳍疲劳累积损伤度,并对比两种类型减摇鳍的损伤特性。结果表明,减摇鳍与小水线面双体船下潜体相交各个部位热点应力较大,容易产生疲劳问题,且轴连接式减摇鳍的疲劳损伤比插入式略为严重,在设计和建造时应对这些部位重点关注。     

小水线面船单点搁浅损伤特性分析

小水线面船吃水较深，极易与海底擦碰而搁浅，从而带来搁浅强度问题。小水线面船搁浅时，潜体和连接桥结构受载的严酷程度以单点搁浅最为严重且单点搁浅模式（即单点搁浅模式）发生的概率最大。基于非线性有限元理论，应用商用大型有限元软件建立小水线面的整船搁浅有限元模型，研究小水线面船分别触礁石和泥沙底以单点搁浅模式搁浅时的搁浅特性。通过仿真分析，获得小水线面船搁浅的时序损伤特性、搁浅载荷及小水线面船各部分结构在搁浅载荷作用下的强度性能。本文对SWATH的搁浅特性进行了初步的研究，所得结论对小水线面船结构设计和小水线面船搁浅强度的评估具有一定的参考价值。     

独立C型三体液货罐的应力分析与强度评估方法

针对三体液货罐体量大、支撑不固定、受力复杂的特点,提出了对于罐体不同区域采用不同的网格、不同单元的有限元建模方案;在《IGC 规则》加速度公式的基础上,推导了三罐体在各工况下的加速度以及内部压力计算公式;同时从《IGC 规则》中筛选出适用于有限元计算结果的强度评估准则,从而建立了一套三体液货罐应力分析与强度评估方法。以8410立方米三体液货罐为例,利用ABAQUS有限元软件,建立有限元模型并进行了各种工况应力分析和强度评估。     

基于工程简化的Topside管廊结构疲劳寿命分析

对“船形”海洋工程结构的疲劳评估方法进行了详细讨论,并结合有限元法,采用工程简化实用的疲劳评估方法,对某海洋工程Topside管廊结构的疲劳损伤和疲劳寿命进行计算分析,验证了该结构抗疲劳设计的合理性。此疲劳分析过程简单方便,可为类似工程结构的疲劳寿命分析提供参考。     

船舶典型节点疲劳强度试验及S-N曲线拟合方法研究

疲劳评估的关键问题是S-N曲线的选取,对于某些结构复杂的大型船舶特有的结构形式,现有规范没有合适的S-N曲线.为了更合理准确地进行结构疲劳强度研究,本文选取某型具有复杂结构的船舶,用实尺度模型试验的方法研究几种典型节点的S-N曲线特性.通过全船有限元谱分析疲劳强度计算,筛选出疲劳问题重点关注区域,确定模型试验部位;根据疲劳问题严重区域的实船结构,设计加工典型节点实尺度疲劳试验模型;确定多个加载工况,进行典型节点疲劳强度试验,获取典型节点多种载荷工况下的疲劳寿命值,在此基础上,研究得到各节点S-N曲线及P-S-N曲线;应用试验所得P-S-N曲线,对船体典型节点部位进行疲劳强度评估,并与规范S-N曲线结果进行了对比,指出了它们的差异.     

有限元方法在30万吨级超大型浮船坞设计中的应用

在30万吨级超大型浮船坞的结构设计中应用有限元计算方法来评估坞体结构强度并讨论了超大型浮船坞的结构规范适用性问题。采用的有限元计算分为两大类:一类是坞体总纵强度的有限元计算分析,包括全坞粗网格有限元计算以及进一步的局部结构细化分析;另一类是坞体局部强度的有限元计算分析,包括首尾浮箱平台强度、坞墙稳定性和锚泊设备支撑结构的强度计算。通过一系列完整的有限元计算,说明现行的浮船坞规范仍然适用于超大型浮船坞,并最终得出了一些具有实用价值的结论。     

基于JTP规范中热点应力的油船船体疲劳强度分析

基于JTP规范的热点应力法对一艘76000吨成品油船的内底与底边舱斜板的焊接折角处进行疲劳强度分析。通过建立详细的疲劳热点位置的结构有限元模型,进行热点应力分析,并根据S-N曲线和Miner线性疲劳累积损伤原理,进行了疲劳寿命计算。其分析方法对运用热点应力法进行船体结构的疲劳强度分析具有一定的参考价值。     

复杂舱室船舶节点结构疲劳强度评估方法研究

由于使命或功能要求的不同,有些船型具有复杂的舱室划分和结构,其节点的结构形式和数量众多,在设计分析过程中发现节点的应力集中和疲劳问题突出.因而,在对具有复杂舱室的船舶进行疲劳强度评估时,需要考虑的疲劳校核部位相应增多.针对疲劳校核部位选取的问题,本次研究提出基于全船有限元基本网格节点进行疲劳节点筛选的方法.另外,本文以由上述筛选方法筛选出的船舶强框架结构位置处的热点为例,给出了该结构处圆弧过渡位置的4种细化方式;并参照中国船级社2015版《船体结构疲劳指南》,给出了复杂舱室船舶节点结构疲劳强度评估的整套方法.     

弹振对超大型集装箱船疲劳强度的影响

超大型集装箱船在波浪激励下产生的弹振响应使得其疲劳强度问题十分突出。基于三维水弹性理论,结合有限元分析方法计算分析目标船典型节点的应力响应特性。采用双峰谱密度函数的疲劳损伤谱分析理论评估目标船的疲劳强度,通过与刚体理论下的计算结果相对比来分析弹振对目标船的影响。研究结果表明,相比于刚体理论计算结果,考虑弹振效应时目标船的疲劳寿命会极大地降低,甚至可达50%以上。