超大型矿砂船舱口盖载荷的局部强度分析

介绍了一艘超大型矿砂船在施加舱口盖载荷工况下,对相关的横向强框结构局部强度进行解析法分析。通过有限元法对强框处屈服、屈曲强度进行分析评估和理论验证。对比了国际船级社协会(IACS)《船舶结构强度》统一要求第21条(URS21)规定的舱口盖载荷均布施加于舱口围和实际集中载荷的四种不同工况下的结果 ,依据结果进行了结构合理加强。其分析结果与加强方案对超大型矿砂船局部强度分析具有一定的参考价值。     

集装箱船舱口盖结构强度计算分析

针对集装箱船舱口盖的结构强度问题,从规范计算和有限元直接计算两方面入手,根据UR S21A和船级社规范,结合营运装载特点,应用露天载荷和集装箱载荷重点评估盖板结构的应力水平和屈曲安全因子,计算结果表明,舱口盖结构尺寸主要由混装集装箱载荷和20 ft集装箱载荷工况决定,局部板格屈曲结果不满足衡准要求,提出的加强方案可有效提高舱口盖结构强度。     

32000DWT自卸甲板货船结构设计

32000 DWT自卸甲板货船是根据船东要求进行设计的一艘具有无限航区自航能力的船。根据该船的装载特点,对于装货甲板横向强度提出了较高的要求。结合该船的设计,阐述了船体结构设计特点。通过合理的结构布置、规范评估及舱段有限元强度计算(包括屈服评估和屈曲评估),对船体结构进行了综合优化,使结构设计更为合理。     

矿砂船货舱NO.1舱口盖结构强度分析

以320000DWT矿砂船NO．1舱口盖为研究对象,使用MSC．Patran软件建立舱口盖结构模型,根据规范IASCUR$21。施加相应的载荷、边界条件等。利用MSC．Nastran软件对该结构进行数值计算,分析结构的应力水平,最后对NO．1舱口盖的屈服和屈曲强度进行校核,经过分析得出NO．1舱口盖的强度满足规范IASCUR$21要求。     

90 m起重船上层建筑甲板结构强度的仿真与分析

根据90 m起重船的作业要求,使用有限元计算方法研究在直升机和行车各自及载荷联合作用下起重船上层建筑甲板的屈服强度和舷侧结构的屈曲强度.结果 显示:该船的上层建筑甲板符合《钢质海船入级规范》(2018)的要求,并且计算结果具有较高的可靠性.     

考虑惯性载荷的多用途船舱口盖强度分析

根据RINA船级社规范中关于舱口盖强度的要求,对某54500DWT多用途船的货舱舱口盖进行了强度校核.使用大型通用有限元软件MSC/Patran建立舱口盖结构有限元模型,计算迎浪和横浪状态下的集装箱惯性载荷以及风雨载荷,得到在这些载荷作用下的舱口盖应力分布情况,并利用CCS_tools工具对屈曲强度进行校核.最后提出了结构改进方案,讨论惯性载荷对舱口盖强度的影响。     

40万吨矿砂船货舱段局部强度分析

介绍了基于DNV规范对一艘40万吨矿砂船的结构强度进行有限元分析.应用DNV的Sesam和Nauticus Hull软件对该船屈服、屈曲强度进行分析评估,并依据结果对船体结构型式和尺寸进行了优化和加强.其分析结果与加强方案对超大型矿砂船结构的强度分析具有一定的参考价值.     

7200dwt江海直达船舱口盖直接设计

采用MSC软件对一艘7 200dwt江海直达散货船舱口盖结构进行了有限元计算分析,得到舱口盖在设计波浪载荷作用下,舱口盖应力与变形的分布情况,并通过CCS-Tool完成了屈曲强度校核,经加强后使舱口盖结构满足屈服与屈曲强度要求。同时,提出了舱盖直接设计的注意事项,为今后舱口盖设计提供一些参考。     

极地小型邮轮加筋板结构冗余度试验研究

以极地小型邮轮加筋板结构为研究对象,设计并制作典型加筋板缩比模型,开展完整结构和损伤结构的轴向压缩极限强度试验研究,揭示完整结构和损伤结构下,主甲板板架结构的极限承载能力和屈曲失效模式,并基于全船结构强度有限元方法,计算主甲板板架完整结构和损伤结构的应力,进行了主甲板板架结构冗余度评估。研究发现：轴向压缩载荷作用下,单独一根加强筋出现局部损伤会小幅度降低加筋板结构的极限承载能力;加筋板完整结构和损伤结构屈曲破坏模式均为加强筋率先破坏引起整个板架结构屈曲破坏;单独一根加强筋的损伤不会引起极地小型邮轮加筋板结构的连续性垮塌,具有良好的结构冗余。研究结果对极地小型邮轮结构设计和冗余度研究具有一定参考价值。     

35 m水面清洁船整体结构有限元分析

针对船体结构设计和优化过程中载荷、强度等数据置信度不高的问题,提出了基于整体结构的船体结构有限元分析方法。以35 m水面清洁船为例,采用虚梁法对其甲板货物进行参数模拟,并基于波浪诱导载荷完成了船体三个剖面载荷参考点的选取和该船的参数计算,并在此基础上实现全船的结构强度评估。     

基于共同规范的散货船屈曲强度评估

依据散货船共同结构规范的要求对某散货船船中区域主要结构进行屈曲强度直接计算,重点分析其屈曲强度,对不满足屈曲强度要求的板格进行加强,结果表明,共同规范对船体结构的要求更高。     

基于CSR-H要求的加筋板屈曲评估方法研究

对CSR-H屈曲规范与现有规范在方法论上的差异进行分析,针对系列典型加筋板结构,对CSR-H规范、CSR-OT规范、CCS钢制海船入级规范中不同屈曲评估方法及EPM高级屈曲评估方法等进行数值比较研究。通过典型实船结构的屈曲强度评估和规范影响分析,分析CSR-H屈曲规范对于未来船体结构设计的影响。     

UR-S11A对大型集装箱船结构设计的影响研究

国际船级社协会针对集装箱船的新标准UR-S11A已于2016年7月1日正式生效,其对大型集装箱船结构设计的具体影响值得研究。以一艘13 500 TEU集装箱船为例,首先分析了UR-S11A相比UR-S11和劳氏船级社(LR)规范在强度校核上的差异,然后通过对总纵屈服强度、屈曲强度和极限强度的研究分析了新标准对船体结构的影响。结果表明,UR-S11A对在0.3~0.4船长处船体梁的总纵弯曲和极限强度的要求更高,部分纵舱壁板与外板的剪切和屈曲强度以及双层底桁材纵骨的屈曲强度受新规范影响较大。     

散货船CSR屈曲应力计算方法对结构设计的影响

屈曲强度是船舶结构设计中需要着重考虑的因素之一,对于散货船来说更是如此.散货船CSR对构件屈曲强度的校核方法与标准作了明确的规定,其中在直接计算法中屈曲应力的计算采用了新的方法--位移法.文章以载重量为118 000 t散货船货舱区的外底板和底部纵桁为例,分别采用CSR的位移法和原规范的平均应力法计算其屈曲强度,并作了比较,进而说明CSR位移法对散货船结构设计的影响,具有实际参考价值.     

Assessment of IACS-CSR implicit safety levels for buckling strength of stiffened panels for double hull tankers

The present study aims at applying structural reliability methods to assess the implicit safety levels of the buckling strength requirements for longitudinal stiffened panels implemented in the IACS Common Structural Rules (CSR) for double hull oil tankers. The buckling strength requirements considered are used in the initial stage of the hull girder scantlings’ design to control the buckling capacity of longitudinal stiffened panels subjected to the compressive loads induced by the hull girder vertical bending. The following buckling collapse failure modes are explicitly considered in the design formulation: uniaxial buckling of the plating between stiffeners, column buckling of stiffeners with attached plating and lateral-torsional buckling or tripping of stiffeners.The paper presents the procedure used to assess the implicit safety levels of the strength requirements for the three buckling collapse failure modes above mentioned, which includes the optimization of the scantlings of the plate panels and longitudinal stiffeners in order to reflect the minimum strength required by the formulation. A first order reliability formulation is adopted, and stochastic models proposed in the literature are used to quantify the uncertainty in the relevant design variables. A sample of five oil tankers representative of the range of application of the IACS-CSR design rules is considered. The effect of corrosion in the implicit safety levels is quantified based on the three corrosion levels of the Net Thickness Approach (NTA) adopted in the design rules. Sensitivity analyses are also performed to quantify the relative contribution or importance of each design random variable to the implicit safety levels.     

基于PATRAN环境的自升式平台强度评估程序开发

通过PCL和Fortran语言开发了基于PATRAN的自升式平台强度评估程序MYWORK(Mobility Workbench)。以桁架式桩腿自升式平台为例,基于ABS自升式平台结构规范,通过对平台工作载荷、风浪流等环境载荷、P-Δ效应等的自动加载及对平台桩腿、主体结构的自动强度评估,简要介绍了MYWORK的主要功能模块、分析操作流程及MYWORK的应用。通过MYWORK的载荷预报模块及直接计算模块对某300英尺自升式平台进行了结构强度评估,评估过程及评估结果验证了MYWORK的高效性、可靠性。     

大型LNG运输加注船结构强度有限元分析

按照DNV GL规范和指南,采用通用有限元计算软件MSC. Patran并结合DNV GL开发的新一代规范计算软件Nauticus Hull V.20和有限元计算软件Genie,以某大型LNG运输加注船中间货舱和第1货舱结构作为评估目标进行有限元分析。根据DNV GL规范,对部分高应力区域也进行细化计算。仿真计算结果表明:甲板气室开口区域和止浮结构强度满足要求,第1货舱舷侧外板需要加强,研究结果对今后中小型液化天然气船的设计有一定的参考价值。     

自卸船改装散货船结构强度和屈曲有限元分析

以3000t级自航自卸专用运煤船改装成5000t级散货船为例,利用有限元软件MSC.Patran/Nastran建立有限元模型对船体结构进行强度评估,并对纵骨架式甲板、船底和内底板格的屈曲强度进行校核.对于强度不满足的部位提出加强力案.     

Extensive study on the design loads used for strength assessment of tanker and bulk carrier structures

ClassNK has undertaken wide-ranging basic research covering many aspects related to the safety of ship structures, including design loads, structural analysis, strength assessment of buckling, collapse, and fatigue, and rational corrosion margins to develop new design standards which have transparency and consistency. Among the wide-ranging basic research, this article summarizes the results of extensive work on the design loads used for strength assessments of tanker and bulk carrier structures. The main aim of the research was to develop practical estimation methods of design loads with rational technical backgrounds relating to the actual loads acting on the primary structural members of tankers and bulk carriers. During this study, we proposed the following methodology. Design sea states that closely resemble the actual sea states which are considered to be the most severe for hull structures. Find practical estimation methods for the design sea states by parametric studies using the results of series calculations on representative tankers and bulk carriers. Find practical estimation methods for design regular waves which will result in the same level of stresses as those induced in irregular waves under the design sea states. We also briefly introduced some practical estimation methods for the design loads, such as ship motions, accelerations, hull-girder bending moments, and hydrodynamic pressures that are induced under design regular waves. The findings in this study have been summarized and implemented in the new design standards for tanker and bulk carrier structures.Updated from the Japanese original which won the 2003 SNAJ prize (J Soc Nav Archit Jpn 2002; 191:195–207; 2002; 191:208–220; and 2002; 192:723–733)     

双体船连接桥结构强度的简化计算

双体船的连接桥结构强度是设计时需要重点考虑的问题,采用全船有限元法来分析计算要耗费大量的时间。将连接桥结构简化为一种梁模型,采用简化解析计算方法来分析其扭转强度和横向强度,并与实船的全船有限元法的对比分析结果表明：简化模型和计算方法是可行的,可应用于双体船初步设计阶段,估算连接桥的结构强度,指导结构设计。