环境烈度因子在FPSO船体梁强度评估中的应用

由于作业方式不同,用于计算FPSO与不限定航线条件下船舶设计载荷的规范计算公式不一样,如何将现有的关于普通海船的规范用于FPSO的设计评估是FPSO研究中的关键问题.基于现有常规钢质海船规范,文章采用环境烈度因子(ESF)对用于计算运营于无限航区船舶设计载荷的规范公式进行修正,将修正后的公式作为FPSO设计载荷的计算公式.利用所得FPSO载荷计算公式计算某30万吨FPSO设计载荷,并采用薄壁梁理论对船体梁强度进行校核.将校核结果与未经ESF修正的船体梁校核结果进行比较,发现未经ESF修正的船体梁校核结果明显偏大.同时,采用薄壁梁理论进行船体梁剪切强度评估,可以避免建立全船有限元模型.     

用动力载荷因子法进行FPSO船体强度的设计和评估

本文提出了一种适合FPSO船体结构的强度设计和评估方法.该方法基于造船工业中长期应用并证明可靠的油轮设计经验和入级规范,通过引入动力载荷因子,可以考虑特定的波浪条件和工程设计要求对船体强度的影响.该方法利用成熟的油轮规范,在保持可靠的同时简化了海洋结构的强度设计和评估.设计人员、特别是熟悉油轮的设计和制造的人员很容易使用这种方法.动力载荷因子代表特定的波浪条件和工程要求.文中还给出了将这一方法用于某一在中国南海的转动塔式锚固FPSO的例子.     

CFRP修复的FPSO点蚀船体梁极限强度分析

采用非线性有限元法对中拱和中垂工况条件下碳纤维增强聚合物(Carbon Fiber Reinforced Polymer, CFRP)修复的浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading, FPSO)点蚀船体梁极限强度进行仿真分析。对比FPSO的完整船体梁、点蚀船体梁和CFRP修复的点蚀船体梁的中拱极限弯矩和中垂极限弯矩,分析CFRP对FPSO点蚀船体梁的修复效果,并分析胶层失效规律。结果表明,CFRP可为船舶的高效修复提供一种新的方式。     

极限强度在FPSO总纵强度规范校核中的应用

极限强度校核对于FPSO已成为必须的一种总纵强度校核手段。本文结合DNV船级社OS规范,对极限强度校核的基本准则、校核工况、载荷确定、计算步骤以及计算衡准等作了介绍,并对FPSO极限强度不同于常规船舶的特点作了说明。通过利用系数(Usage Factor)的引入,可更方便分析极限强度(尤其是剪切强度)校核的结果,为后续的结构设计提供有效的辅助参考。     

30万吨FPSO结构强度分析研究

结构强度分析是结构分析的重要内容,根据不同的设计阶段和要求通常用按规范校核总纵强度或结构强度有限元直接计算来进行结构强度分析.文章以一条30万吨级的FPSO为例,运用以上两种方法分别进行计算并对结果进行比较,分析了它们的差别和原因,给出了应用范围.     

考虑腐蚀损伤的FPSO船体结构强度LC演变特性

在建立全船有限元模型的基础上,基于腐蚀模型完成各服役年限模型的更新,并使用自主开发的软件,依据规范,对浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)船体结构进行屈服强度与屈曲强度的直接计算。结果表明,在生命周期(Life Cycle,LC)内各年限船体结构强度计算结果均满足规范值。受腐蚀损伤影响,FPSO船体结构的屈服利用因子与屈曲利用因子逐渐增加;随服役时间增加,二者增长趋势逐渐加快。研究结果对FPSO的设计、维护与延寿具有一定的参考价值。     

含裂纹及腐蚀损伤FPSO结构剩余极限强度评估方法研究

裂纹及腐蚀损伤对于浮式生产储油卸油装置（FPSO）结构来说难以避免,这将削弱结构的极限强度,所以研究含裂纹及腐蚀损伤FPSO结构的剩余极限强度意义重大。目前针对裂纹及腐蚀损伤联合作用下FPSO结构剩余极限强度的研究相对欠缺,本文采用非线性有限元分析方法,研究了不同腐蚀及裂纹损伤组合形式下FPSO结构剩余极限强度的衰减规律。结果表明,腐蚀与裂纹损伤均导致极限强度线性衰减,并且腐蚀损伤对极限强度的影响远大于裂纹损伤。研究结果对FPSO结构的设计、维护与延寿具有一定的参考价值。     

船体结构强度评估的线性设计波法研究

针对不适用规范公式计算船体波浪载荷的特殊船型,以一艘浮式生产储油船(FPSO)为例,介绍了一种长期预报设计波法,使用该设计波法确定了FPSO的波浪载荷长期预报极值和设计波波浪参数。同时,与规范计算公式及非线性修正后得到的波浪载荷进行比较分析。最后,利用设计波载荷计算结果,对该FPSO的船体结构强度进行评估。分析结果表明,使用长期预报设计波法计算FPSO的波浪载荷具有一定的合理性,其船体结构强度符合规范要求。     

FPSO global strength and hull optimization

Global strength is a significant item for floatingproduction storage and offloading （FPSO） design, and steel weightplays an important role in the building costs of FPSO. It is the maintask to consider and combine these two aspects by optimizing hulldimensions. There are many optional methods for the globalstrength analysis. A common method is to use the ABS FPSOEagle software to analyze the global strength including the rulecheck and direct strength analysis. And the same method can beadopted for the FPSO hull optimization by changing the depth.After calculation and optimization, the results are compared andanalyzed. The results can be used as a reference for the futuredesign or quotation purpose.     

船体梁的极限强度分析

沿用Cadewell直接计算极限强度的方法，基于有限元的计算思想，将结构离散化为由横向构件和垂向构件所组成的结构，然后利用船体梁在破损时的应力分布，精确计算了船体梁的极限强度，并对加筋板受压时可能出现的5种屈曲形式作了分析，给出了考虑这5种屈曲模式的加筋板极限屈曲强度的公式；以某大型散货船为例，对船体的极限强度进行了评估，结果表明该方法是简便、可靠、实用可行的。     

船舶结构极限强度可靠性分析方法研究

针对船舶总纵极限强度极限状态方程不能以显式表达的实际情况，提出采用响应面与映射变换相结合的方法展开船舶总纵强度可靠性分析，指出相关随机变量在正态化前后相关系数的差异应予以考虑，并应用于实际船舶的计算，验证了理论的合理性。     

船体梁在循环载荷下的极限强度研究

在船体极限强度的研究中,对船体到达极限强度后的剩余承载能力的研究非常重要,其关系到船体结构的生命力设计,用于判断船舶破损情况下是否还能保持一定的自存能力,制定救援方案以及作为船舶在极端情况下安全性的判断依据。目前此类研究多是针对单次加载,而在实际海洋环境中,船舶会受到交变载荷的作用,如果超过弹性范围,会留下塑性应变,这些残留应变会影响船舶最终承载能力的大小。本文以逐步崩溃法为基础,用Fortran语言开发了计算程序,该程序可以得到船体梁在极限强度后的承载能力,同时通过递增塑性法来模拟循环加载带来的影响,并采用非线性有限元法进行对比验证。     

破损船体梁残存强度的有限元计算模型研究

采用Abaqus软件建立多个非线性有限元计算模型,对完整和破损后的船体梁进行非线性有限元计算。通过与Smith方法的结果对比分析,确定船体梁残存强度非线性有限元计算模型和边界条件,并研究破口周围边界对残存强度的影响。     

大型液化天然气船船体极限强度研究

船体极限强度是大型液化天然气(LNG)船海洋环境适应能力的显示指标,而薄膜型LNG船的船体结构具有大舱容和较强的箱形凸起甲板等特点.为了精确评估大型LNG船的船体极限承载能力,文中采用具有代表性的解析方法、简化方法、理想结构单元法和非线性有限元法进行比较研究.首先介绍了上述方法的基本原理和计算步骤.然后以大型LNG船的船中肋骨间结构为研究对象建立了精细的计算模型,并对计算结果进行了比较分析.最后,按法国船级社规范要求对大型LNG船极限强度进行了校核.研究结果表明,文中给出的计算方法适合于大型LNG船的船体极限强度评估,而凸起的箱形甲板显著提高了大型LNG船中垂和中拱极限弯矩比值.     

大型液化天然气船船体极限强度研究

船体极限强度是大型液化天然气(LNG)船海洋环境适应能力的显示指标,而薄膜型LNG船的船体结构具有大舱容和较强的箱形凸起甲板等特点。为了精确评估大型LNG船的船体极限承载能力,文中采用具有代表性的解析方法、简化方法、理想结构单元法和非线性有限元法进行比较研究。首先介绍了上述方法的基本原理和计算步骤。然后以大型LNG船的船中肋骨间结构为研究对象建立了精细的计算模型,并对计算结果进行了比较分析。最后,按法国船级社规范要求对大型LNG船极限强度进行了校核。研究结果表明,文中给出的计算方法适合于大型LNG船的船体极限强度评估,而凸起的箱形甲板显著提高了大型LNG船中垂和中拱极限弯矩比值。     

上层建筑一体化船型的船体梁总纵强度计算方法研究

目前许多船型进行上层建筑一体化结构设计,把上层建筑和主船体连成一体,舷侧线型从主船体一直延伸到上层建筑甲板。在按现有规范进行船体梁总强度校核时,会遇到如何计算包含上层建筑的船体梁剖面模数和总强度应力等问题。文章引入了上层建筑面积折减系数和上层建筑有效度系数,建立了它们之间的数值关系,给出了上层建筑一体化船型的上层建筑船体梁横剖面参数和参与总强度有效度的工程计算方法,可应用于该类船型的设计计算和船体梁总强度校核。