基于HCSR描述性要求的散货船槽型舱壁优化设计

考虑到槽型舱壁的槽条参数选取通常参考母型船或由工程师凭借经验确定,采用Excel-HyperStudy联合优化模型建立了槽型舱壁的优化设计方法和流程,基于HCSR描述性规范总结槽型舱壁设计的局部强度、槽条抗弯能力、腹板抗剪切能力和腹板剪切屈曲能力方面的要求,针对槽型舱壁优化设计的关键技术即槽条布置、载荷计算点、槽型舱壁水平板缝的垂向位置、槽条的计算长度和槽型舱壁的重量计算等给出计算方法,提出使槽型舱壁重量最小的优化数学模型,建立HCSR槽型舱壁各工况的加速度、载荷和校核要求,以某散货船非风暴压载舱的槽型舱壁设计为例,建立槽型舱壁优化设计关键技术的计算方法,相比于传统方法能更准确地获取设计目标与各参数之间的相关性和重量更优的设计方案。

HCSR对实船优化设计的影响

为了满足GBS要求,IACS协调了CSR-OT和CSR-BC的差异,推出了HCSR,取代原先的CSR。本文从结构布置、承受冲击载荷的结构、抓斗附加入级标志以及最小厚度要求等方面,分析HCSR和CSR的差别,并举例82000DWT散货船优化设计,分析HCSR对散货船设计建造成本的影响,探讨有效的应对措施。

HCSR纵骨疲劳简化算法修正

为提高HCSR纵骨疲劳简化算法的计算精度,从应力集中系数和板架变形引起的局部弯曲应力两方面对HCSR简化算法进行修正,给出应力集中系数关于支撑纵骨的挺筋、背肘板的板厚和几何形状,以及纵骨面板厚度等设计参数的函数表达式,对比分析修正后简化算法和有限元法的评估结果,验证修正方法的准确性。

基于HCSR规范计算海况对疲劳寿命的影响研究

相关资料表明,航行于北大西洋的船队数量占所有船队比例很小,而航行于全球或更低海况的船队数量比例较大,HCSR规范选取北大西洋海况为计算海况。基于谱分析的直接计算理论并以13型船为目标船,计算HCSR规范需强制校核热点和纵骨端部在不同海况下(全球和北大西洋海况)疲劳寿命的比值。结果表明:计算海况对疲劳寿命有较大的影响(比值为2左右),HCSR规范中的海况假定对评估结果保有余量。

基于船体极限强度和碰撞剩余强度的HCSR对比分析

2013版HCSR对极限强度和船体梁载荷计算的诸多安全系数和公式做出了新的修正。第五章船体梁强度新增加针对船体梁剩余强度的计算和校核。本文基于Smith法,根据2013版HCSR中船体梁载荷计算公式和极限强度计算流程的规定,考虑材料屈服、结构单元屈曲及后屈曲的特性,应用Fortran程序设计语言编写船体极限强度计算程序,以某76 000 t散货船为例,对完整船体的极限强度进行计算,对碰撞状态下破损船体的剩余强度进行计算并校核承载能力。通过对比ABS和DNV规范中的碰撞模型,2013版HCSR指定的剩余强度校核公式及船体梁载荷计算公式中选取的校核公式更严格。

基于HCSR与CSR规范的散货船舱口角隅疲劳计算方法

为比较CSR规范协调后舱口角隅在散货船疲劳评估中的变化和影响,分析HCSR和CSR规范中关于舱口角隅疲劳强度要求的异同,以某散货船为例,完成该实船基于HCSR和CSR规范的舱口角隅疲劳评估,认为HCSR规范的舱口角隅疲劳强度要求有所提高,提出舱口角隅设计建议。

基于HCSR与CSR-OT的灵便型油船结构对比分析

基于CSR和HCSR,利用CCS推出的描述性规范计算软件SDP,通过验证4型灵便型油船结构,归纳出CSR与HCSR之间的异同,并总结出一定的规律以及需重点关注的问题,有助于对HSCR灵便型油船设计及审核工作。

基于HCSR的散货船底边舱折角优化设计

以某18万吨级散货船为例,以焊接型底边舱折角和圆弧型底边舱折角2种形式为研究对象,对散货船底边舱折角进行优化设计。分别选择轻货舱、重货舱和重压载舱分析结构布置形式对应力水平和疲劳的影响;从应力、疲劳和工艺等方面对焊接型折角和圆弧型折角进行比较。在此基础上,研究圆弧半径对折角应力和疲劳的影响。

基于PDCA的船舶设计质量管理

为提高船舶设计质量管理水平,以某满足《协调共同结构规范》(Harmonized Common Structure Rule,HCSR)的巴拿马型散货船为研究对象,利用计划、执行、检查、处理(Plan,Do,Check,Act,PDCA)循环法基本原则对设计质量进行管控,并建立同一船型设计质量管理体系。此外,对船舶能效指数(Energy Efficiency Design Index,EEDI)提升和结构轻量化设计的研讨方法进行分析。研究成果可为船舶设计质量管理提供一定参考。

化学品船下折角点疲劳强度分析

为便于设计人员把握《散货船和油船共同结构规范》(HCSR)在疲劳方面对结构设计的影响,对某双向不锈钢化学品船底边舱下折角点的疲劳强度进行研究。首先分析了HCSR疲劳分析理论、挪威船级社有限元仿真前处理软件(GeniE)与规范计算软件(Nauticus Hull)疲劳计算的方法,然后重点研究了板厚、板的角度、焊脚高度等设计参数和网格尺寸对疲劳强度计算结果的影响。研究结果表明:增加板厚、板的角度、焊脚高度均能提高疲劳寿命,但网格尺寸对疲劳强度影响很小。

HCSR规范疲劳评估装载工况及特定构件研究

文中通过分析装载工况的时间分配系数、装载工况本身对疲劳损伤的敏感性,研究了散货船油船协调共同规范(HCSR规范)疲劳评估方法中装载工况假定对疲劳寿命的影响;并且通过统计自定义系数J和X,论证了HCSR规范对特定构件留有足够的安全裕度。验证了HCSR规范全面考虑了船舶结构中的关键节点的重要性,并为正在修订的HCSR规范的发展提供相关参考。

HCSR规范疲劳评估方法合理性探析

为了验证散货船-油船协调共同规范(HCSR规范)中整套疲劳评估方法的合理性,从HCSR规范疲劳评估节点的合理性和评估方法的合理性两方面比较HCSR疲劳评估结果与实船损坏记录的一致程度或趋势,对HCSR规范进行疲劳评估方法校准分析,验证了HCSR规范疲劳评估方法的合理性。

HCSR油船热点疲劳强度案例分析

对照HCSR规范中的油船疲劳强度有限元分析的要求,采用直接计算的方法分析不同的节点形式对疲劳损伤的影响,旨在找出更容易满足新规范新要求的最佳节点,达到减轻船舶设计/审图工作量、缩短任务周期的目标。

HCSR对散货船疲劳强度校核的新要求

基于目标型标准的油船和散货船协调共同规范(HCSR)即将于2014年12月实行。HCSR在疲劳强度校核问题上,相对于散货船结构共同规范CSR-BC,HCSR在载荷工况,疲劳寿命评估方法,典型热点分析方法,有限元热点插值方法,S-N曲线选取等方面的改进。

基于CSR和HCSR的油船疲劳动载荷对比分析

疲劳动载荷是疲劳寿命评估中寿命计算的关键因素。对HCSR和CSR中油船疲劳动载荷的计算要求进行了对比分析研究,并以2.7万吨、4.8万吨、6.5万吨、7.5万吨、11.5万吨、15.9万吨、30.0万吨、30.8万吨和32.0万吨油船为例,计算对比了两部规范下该10条油船中间货舱区域的疲劳动载荷包络值,发现HCSR相对于CSR放宽了对疲劳动载荷的要求。最后从疲劳动载荷方面,为符合HCSR要求的油船结构疲劳设计提出了参考建议。

基于HCSR的热点应力插值方法研究

针对《散货船、油船协调共同规范》(HCSR)中的疲劳热点应力插值方法,总结7种不同的插值方式,通过对简化的实体单元和壳体单元模型的分析以及实船模型新旧规范的对比,验证了HCSR中插值方法的合理性,并对两个版本的HCSR方法进行比较。

HCSR规范疲劳评估方法的余量研究

为总结散货船油船协调共同规范(HCSR规范)中整套疲劳评估方法的可靠度或安全余量,本文综合考虑不确定性因素对疲劳寿命的影响,包括热点应力差值方法、主应力选取、海况选取、二次应力等。验证了HCSR规范对疲劳评估保有足够的安全余量,为正在修订的HCSR规范的发展提供相关参考。

基于HCSR和CSR-OT的油船疲劳有限元法对比分析

为了对比新的散货船、油船协调共同规范和旧的双壳油船结构共同规范,选取两艘具有水平桁结构和两艘具有槽型舱壁油船作为研究对象,对这两种不同结构形式的油船,分别按HCSR和CSR规范的要求,进行加载分析计算疲劳寿命,并基于CSR规定,比较底边舱下折角位置处的疲劳寿命。认为HCSR疲劳载荷选取更加合理,评估体系更加严格。

HCSR垂向剪力调整方法研究

针对HCSR垂向剪力调整方法进行研究,通过对比和分析2019版HCSR和2020版HCSR之间垂向剪力调整方法的差异,结合实际校核工作中遇到的问题,提出新的垂向剪力调整方法。数值验证结果显示,与HCSR方法相比,本文提出的新方法能在保证目标位置的垂向剪力值到达目标值的前提下,同时还可以将首尾端面的支反力调整为0,从而避免首尾端面支反力对目标位置剪力校核结果的影响。

基于HCSR与CSR-OT的油船屈服强度直接计算评估对比分析

针对屈服强度直接计算的载荷、计算工况、建模原则、边界条件及屈服强度衡准,对比HCSR和CSR-OT,分别应用这两规范对多条油船样船进行屈服强度直接计算,提出一种可行的数据对比方法对油船典型构件的计算结果进行统计分析,给出关于HCSR屈服强度直接计算的具体处理方法。