UR S11A和URS34对超大型集装箱船结构强度直接计算的影响

研究针对集装箱船总纵强度统一规定的UR S11A和有限元计算功能性要求的UR S34,以两型超大型集装箱船作为实例,分析比较新规定、新要求对超大型集装箱船结构强度直接计算的影响。分析结果表明,UR S11A和UR S34对集装箱船结构强度提出了更高的要求,研究结果有助于新船型的优化设计和结构强度分析。

UR S11A及UR S34对超大型集装箱船结构设计的影响

比较国际船级社协会(International Association of Classification Societies,IACS)制定的针对集装箱船总纵强度评估的标准"UR S11A"与集装箱船有限元强度评估工况的最低要求"UR S34"的差异,主要比较总纵强度评估方法、垂向波浪弯矩和垂向波浪剪力公式的差异。结合中国船舶及海洋工程设计研究院自主开发设计的某2种类型超大型集装箱船,计算分析UR S11A对集装箱船3个典型位置(船体0.25L,0.50L和0.75L处)纵向结构构件尺寸的影响,特别是对剪切强度的影响。同时,介绍UR S34的一些关键内容。

UR S11A对船体梁波浪载荷长期极值的影响研究

2016年7月1日起生效的新版UR S11A以提升集装箱船结构安全为目标,替代了之前的版本UR S11。论文对UR S11A和UR S11中关于船体梁波浪载荷长期极值的计算公式和技术背景进行了比较。以已经交付运营或正在建造中的14型不同尺度集装船为分析数据库,对这两个规范在确定波浪载荷长期极值中的应用进行对比研究。然后以一型超大型集装船为算例,用基于线性波浪载荷的谱分析法、基于非线性波浪载荷的等效设计波法和非线性等效设计海况法等三种长期极值预报方法,对船舯区域垂向波浪弯矩进行计算,并分析它们与规范值之间的差异。总结UR S11A对船体梁的波浪载荷长期极值的影响,也为集装箱船波浪载荷设计极值的确定提供参考和建议。

UR-S11A对集装箱船直接强度的影响

国际船级社协会在最新出版的统一要求中,新增了UR-S11A关于集装箱船总纵强度的要求。之前集装箱船的总纵强度一般按照UR-S11进行校核,如今新要求对集装箱船的总纵强度有了更为严格的要求。首先比较UR-S11和UR-S11A的载荷差异,然后针对一艘4 250 TEU的集装箱船,按照UR-S11和UR-S11A的规定进行结构强度分析和比较,以期研究新规则对集装箱船总纵强度的影响。从计算结果可以看出,UR-S11A的波浪载荷较UR-S11有较大的提高,因此新规则对集装箱船的结构强度提出了更高的要求。

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。

UR-S11A对集装箱船极限强度的影响

根据UR-S11A的相关要求,采用基于增量迭代的史密斯法和非线性有限元法,对10000 TEU集装箱船的极限强度进行了计算分析,得出船体中垂和中拱状态下的极限承载能力以及2种方法的计算结果差异。由于集装箱船的航速较高,具有显著的首部外飘,并且一阶垂向模态频率比常规船型低,容易引起颤振现象,计算中根据挪威船级社规范,考虑了颤振对于极限强度的影响,结果表明在不同剖面的极限弯矩均有较大增加。

全冷藏集装箱船结构设计要点

以UR S11A生效后的某型全冷藏集装箱船为例,分析新规范对集装箱船结构设计的影响;结合该船型特点和实际使用的需求,对中横剖面、横舱壁结构、舱口角隅结构、舱口围结构等进行分析,并对上述结构设计要点进行归纳。

大型内贸集装箱船结构设计特点

为实现大型内贸集装箱船结构设计安全、可靠、合理,以4500 TEU集装箱船为例,分析内贸集装箱船的船型特点,从舱盖限位器布置、支撑舱壁轻量化、非中间舱强度分析等角度论证新规范及实际船型特点对结构设计的综合考量。