船体结构强度直接计算中的外载荷节点化方法

在船体结构强度直接计算方法中,需要建立三维有限元模型,船体所受到的外载荷也应相应地转化为有限元节点力。本文给出了外载荷节点化的方法并编制相应的程序,用于船舶直接设计计算中。     

船舶双层底框架的模态分析

采用有限元方法,对主机机舱双层底框架进行模态分析,分析板厚和肋对结构振动模态的影响.结果表明,增加船舱板厚度会使结构刚度和固有频率上升,但与单板所呈现的同阶频率等幅增大的规律不同;肋对结构振动模态的影响比较复杂.分析指出工程中更应注意肋的选取.     

Effect of Cracked and Notched Stiffeners on the Ultimate Strength of Steel Stiffened Panels

This paper numerically evaluates the effect of the crack position on the ultimate strength of stiffened panels.Imperfections such as notches and cracks in aged marine stiffened panels can reduce their ultimate strength.To investigate the effect of crack length and position,a series of nonlinear finite element analyses were carried out and two cases were considered,i.e.,case 1 with thin stiffeners and case 2 with thick stiffeners.In both cases,the stiffeners have the same cross-section area.To have a basis for comparison,the intact panels were modeled as well.The cracks and notches were in the longitudinal and transverse direction and were assumed to be in the middle part of the panel.The cracks and notches were assumed to be through the thickness and there is neither crack propagation nor contact between crack faces.Based on the numerical results,longitudinal cracks affect the behavior of the stiffened panels in the postbuckling region.When the stiffeners are thinner,they buckle first and provide no reserved strength after plate buckling.Thus,cracks in the stiffeners do not affect the ultimate strength in the case of the thinner stiffeners.Generally,when stiffeners are thicker,they affect the postbuckling behavior more.In that case,cracks in the stiffeners affect the buckling and failure modes of the stiffened panels.The effect of notch was also studied.In contrast to the longitudinal crack in stiffeners,a notch in the stiffeners reduces the ultimate strength of the stiffened panel for both slender and thick stiffeners.     

某客滚船锚机基座结构强度分析

采用有限元软件MSC.PATRAN/NASTRAN,对某客滚船锚机基座建立局部结构计算分析有限元模型,进行三种不同工况下的强度计算,得到不同工况下的局部结构强度计算结果,并对结果进行分析。计算结果表明基座的面板和腹板处都会产生很大的应力,为基座的设计提供参考。     

大型滚装船弯扭强度整船有限元分析

以大型滚装船为研究对象,采用现代的三维全船有限元分析技术及DNV船级社的SESAM软件系统,为全面研究整船弯扭强度,建立了全船有限元结构模型、质量模型、水动力计算模型;应用三维辐射—绕射理论和有限元程序进行波浪载荷的长期预报,在此基础上确定设计波参数;对全船结构有限元模型在设计波载荷作用下分析计算得到各种工况下船体结构的应力、变形响应,获得船体结构强度特点,对该类船舶的结构设计优化和强度分析有一定的参考价值,同时对其他类型船舶弯扭强度全船有限元分析有借鉴意义。     

破损船体剩余强度衡准研究

本文研究了船体破损非对称淹水和刚度损失引起的船体外载荷变化,并利用破损船体非对称弯曲极限强度计算方法详细分析碰撞、搁浅和爆炸破损对船体极限强度的影响.然后基于破损船体极值载荷和极限强度,给出破损船体剩余强度衡准,并对破损船体临界海况进行预报.     

分舱和充液对箱式主机滑油舱振动模态的影响

为更好地了解船舶舱室结构的振动特性,为主机隔振降噪提供有用的理论参考,采用有限元方法对主机滑油舱进行了模态分析,分析分舱和其内部油液液位对结构振动模态的影响.结果表明,随着分舱舱室数目的增加,主机滑油舱整体固有频率上升,振型多表现为局部舱室表面的鼓胀振动;而充液液位的升高使系统的频率降低,算例中第一阶频率的下降比峰值为2.07(l/m);同时对系统第一阶频率和液位的变化关系进行解析,拟合误差仅为0.222%.,便于其他液位时第一阶振动频率的求解.     

肘板连接的极限强度分析

为比较各种肘板连接的强度特征,本文用非线性有限元方法计算了４种肘板连接的极限强度。计算中考虑了大位移、材料塑性和装配误差等影响。计算结果表明,按照同一规范设计的４种肘板连接对于正常载荷均具有足够的强度,但相对而言,对接连接比搭接连接具有较高的极限强度。     

舱段有限元分析等效计算总纵强度研究

对采用舱段有限元模型进行船体总纵强度分析时,边界条件及计算载荷的施加进行研究,并通过一艘实船的整船与舱段模型的对比分析,表明舱段模型与全船模型的分析结果具有良好的一致性.     

船体桁材开孔后的极限强度研究

采用非线性有限元直接计算方法,对轴向受压船体桁材开孔后的极限强度进行系列结构计算分析,并基于有限元数值分析结果,提出轴向受压船体桁材开孔后的极限强度的预报公式.计算结果比较表明,该公式更为合理,其预报具有较高精度.     

内河船舶极限总强度的试验研究

介绍了有关内河船舶极限总强度的一些试验研究工作,重点考察了不同骨架形式对船体总纵极强度的影响,得出了一些具有实用意义的结论。     

Reliability analysis of a bulk carrier in ultimate limit state under combined global and local loads in the hogging and alternate hold loading condition

The alternate hold still-water loading in hogging combined with wave loading is critical for the safe design of bulk carriers. The ultimate longitudinal strength of the hull girder of bulk carriers in this condition has been found to be considerably reduced by the action of local lateral pressure loads. In the present paper, an interaction equation based on the ultimate hull girder strength assessment obtained by nonlinear finite element analyses is adopted to consider the relationship between ultimate longitudinal bending capacity and average external sea pressure over the bottom. This interaction equation is used as the basis for the failure function. The annual probability of failure is obtained by FORM analysis considering two typical load cases, namely, pure longitudinal hogging bending moment and combined global hogging bending moment and local lateral pressure loads. The effect of heavy weather avoidance on the failure probability is evaluated. The results show that the local lateral pressure has a significant influence on the annual probability of failure of bulk carriers in the hogging and alternate hold loading condition.     

大型油船破损状态下剩余强度评估及可靠性分析

本文基于CCS钢制船舶入级规范,研究了大型油船破损状态下的剩余极限强度及其可靠性。根据船舶在碰撞或搁浅事故中舷侧和船底受损位置及受损范围的不同,设定了多种受损模式,计算各模式下的剩余极限强度。进而引入剩余强度指标,验证了其与破损范围之间近似呈线性关系。最后,考虑船舶破损后结构能力的减弱和浮态变化引起的静水弯矩与波浪弯矩的变化的影响,计算了完整及各受损模式下的可靠性指标,确定了大型油船在不同破损模式下剩余极限强度与可靠性指标之间的近似线性关系。     

万箱集装箱船典型货舱结构极限承载能力计算

随着世界货运量的需求增加,集装箱船的大型化发展从未停止。近十年内,有2艘大型集装箱船先后在海上遭到极端载荷而丧失结构承载能力以致发生灾难性毁坏,给航运界敲响了警钟。为了避免今后大型集装箱船再次遭遇上述严重事故,保证营运中使用的安全性和航行时结构的可靠性,国际船级社协会专门针对集装箱船的规范要求进行修改,提高了载荷设计值,并且要求评估典型货舱结构的极限承载能力。本文针对万箱集装箱船典型货舱结构,基于逐步破坏法和有限元法,计算了垂向和水平方向的极限弯矩。结果表明,在初步设计阶段逐步破坏法有着快速高效的优势,但是考虑到载荷变化的多样性和船体结构的复杂性,还是需要应用非线性有限元法进行建模计算,给出最终评估结果。     

1.2万t散货船舱段强度有限元分析

对载重量1.2万t散货船在6种工况下进行舱段强度有限元分析,给出边界条件施加方法和载荷计算方法,计算结果显示货舱区各主要构件强度满足规范要求。     

某工程船坐底工况底座基梁载荷计算及船体结构强度校核

考虑工程项目需要混凝土预制件必须在工程船处于坐底状态时滚装上船的要求,将底座基梁所承受的载荷作为底座基梁的设计要素之一。同时,认为船舶处于坐底状态时船体梁的强度问题是工程成败的关键因素。通过有限元方法求解各底座基梁所承受的压力,并将其作为底座基梁的设计前提,同时完成船体梁的强度校核。