极限载况下的船舶艉轴变形安全状态评估

针对船舶设计建造阶段轴系校中计算不能完全覆盖实际运营极限工况的问题,以某半潜船极限载况实船航行为例,利用直接计算法得到波浪中航行时的船体变形,提出一种实船航行艉轴变形安全评估方法。该方法基于设计波法确定船体波浪载荷,利用全船有限元计算船体艉轴变形,依据规范采用轴系校中的方法评估艉轴安全,并通过船舶装载手册验证数据的可靠性,是一种有效完整的艉轴变形安全模拟评估方法。

船体结构疲劳评估的设计波法

目前,基于谱分析的疲劳评估直接计算法是相对较为精确的船舶结构疲劳评估方法,但此种方法的工作量巨大,给实际应用带来了许多不便.因而,疲劳评估设计波法就引起了人们的关注.为了更好的应用设计波法,文章对设计波法的基本原理进行了说明,同时提出了一种选择疲劳评估设计波的新方法,并按这种方法对一艘滚装船的典型结构进行疲劳评估,给出了各计算点的疲劳寿命.从该方法所得结果与简化方法、直接计算法所得结果的比较可知,对于外底和外壳板典型结构的疲劳寿命而言,设计波法与简化方法符合较好,而对于其余典型结构,三者的差别比较明显.

基于设计波法的舰船整船有限元强度分析

基于谱分析法对舰船剖面波浪载荷进行长期预报并确定设计波参数。利用有限元软件MSC.Patran建立了全船有限元模型,通过PCL语言实现设计波波浪压力对船体湿表面有限元网格的自动加载。对2个设计波下的整船有限元进行分析,结果表明:整船分析不仅能真实表现舰船整体总纵变形和应力水平,还能充分考虑局部载荷对结构响应的影响。另外,基于三维水动力理论分析船体运动和剖面载荷进而确定设计波参数的过程,克服了传统经验公式估算载荷所导致的结果的不确定性和强度校核的不合理性。

基于波面修正设计波的薄膜型LNG船整船屈服强度校核研究

为进一步提高薄膜型液化天然气船的安全性,对其进行整船屈服强度校核已成为主要趋势。为了真实反映船体水线附近的舷外海水压力,必须对线性水动力载荷预报软件的结果进行波面修正,然而波面修正会带来船体载荷不平衡的问题,需要通过调整船体浮态进行载荷调平。本文根据中国船级社《钢质海船入级规范》(2018)的要求,突破液舱舱内载荷计算和自动施加、波面修正及载荷调平的难题,开发软件工具,完成波浪载荷的传递,实现载荷计算、应力计算和屈服校核的自动化。通过算例测试验证了本系统计算结果的有效性和准确性,证明本软件可以在工程设计中使用。

基于设计波法的全回转风电起重船总纵强度分析

本文以某全回转风电起重船为研究对象,根据典型工况建立全船有限元模型。采用设计波法计算船体波浪载荷并施加在模型上,然后对全船总纵强度进行计算分析,得到典型工况下全船的应力评估结果。本文的研究结论对于同类型船舶的优化设计具有一定参考价值。

舰船集防区对外通道结构变形及气密性仿真分析

舰船集防区对外通道中,气密门是气密周界上主要的泄漏点之一。目前气密性评估一般采用实验检测的方法。结合有限元仿真方法,在集体防护系统建造前对气密门的气密性进行初步评估。采用设计波法结合国内外军民船规范,利用有限元软件将长期预报得到的设计波波浪动水压力值、重力、惯性力、静水压力等施加到全舰有限元模型上,全面反映真实受载下舰船在设计波下的响应,进而预报全舰变形情况。选择变形较大的密封结构,分析变形条件下密封结构的密封性能。研究结果表明:借鉴全舰结构强度有限元直接计算方法,能有效分析对外通道的局部变形特征;气密门处的局部变形将导致橡胶密封圈接触压力分布不均。结合局部变形的特点,可对密封结构的优化设计提供参考。

船舶结构疲劳评估设计波法

以散货船船舯内底与底边舱斜板折角处节点为例,对船舶结构疲劳评估的设计波法进行研究.论述了设计波法的基本原理,给出了确定设计波的流程。通过分析该节点的受力情况,确定5个控制载荷参数及设计波参数。以谱分析法得到的参考应力范围为目标值,对5个控制载荷参数对应的设计波作用下的节点应力范围结果进行回归分析,从而得到了用于疲劳评估的设计波组合,并利用该方法对1艘散货船的船舯内底与底边舱斜板折角处的节点进行了计算。结果显示,设计波法与谱分析法的结果吻合较好,计算量大幅减少。

基于设计波法的FPSO全船有限元分析

为了准确评估FPSO的结构强度及变形水平,采用谱分析法对FPSO剖面波浪载荷进行长期预报并确定设计波参数,对FPSO进行全船有限元直接计算,并将波浪载荷预报值与规范值进行对比。结果表明:全船分析充分考虑了局部载荷对结构响应的影响,真实反映了FPSO整体的变形和应力水平,船体结构满足强度要求,波浪载荷预报值比规范值大60%。设计波法克服了传统经验公式估算载荷带来的结果偏差。

基于设计波法的超大型集装箱船疲劳强度评估

基于BV规范中的疲劳强度计算评估方法,论述了设计波法的基本原理,给出了确定设计波载荷的基本流程和疲劳累计损伤组合计算的方法,并据此对某超大型集装箱船的重点位置结构进行疲劳强度的计算分析与评估。

大开口深拖母船全船强度有限元分析

在深拖母船舯部位置设置上下贯通的大开口结构会严重削弱船舶的总纵强度和弯扭强度,因此在对该开口区域进行详细设计之后,有必要采用全船结构有限元分析方法对船舶的结构强度和变形水平进行评估。采用设计波法得到波浪载荷,计算全船结构在各种工况下的应力和变形结果,总结出该船型的受力特点,并结合全船结构强度直接计算结果,对选取的典型节点进行疲劳强度评估,得到各典型节点的疲劳寿命,为目标船的结构优化提供参考。

基于设计波的载重3600t干货船结构强度直接计算分析

为准确评估超规范的载重3 600 t大通舱干货船的弯扭强度及变形水平,采取全船水动力分析及全船有限元直接计算的方法,对各工况下的主要载荷参数进行长期预报,推导出对应等效设计波各参数。根据等效设计波求出各工况全船所受的波浪诱导动载荷,施加到全船有限元模型上,进而对船体弯扭强度及变形水平进行评估。比较了单舱船及货舱中部设一道横舱壁的两舱船,得出单舱船屈曲强度不足的结论,并提出改善屈曲强度的方案。

船体结构强度评估的非线性设计波法研究

介绍了一套基于非线性设计波法的船体结构强度评估方案,并以某深水多功能水下工程船为例:基于谱分析方法确定设计波参数;采用DNV船级社推出的Wasim这一基于Rankine源方法的时域线性/非线性船体运动与载荷预报程序,计算并获得船体在非线性设计波下的运动、载荷时历响应;采用Fortran编写接口程序,将Wasim计算得到的水动力网格上的水动压力信息,通过空间映射及插值,传递到Patran有限元网格上;采用MSC.Patran/Nasrtan这一船舶与海洋工程专业常用的有限元软件,计算获得非线性设计波下船体结构应力时历响应,可与线性设计波方法下的计算结果进行了比较。该研究验证了在船舶结构设计中考虑波浪载荷非线性影响的重要性,可为船体结构基于非线性设计波法的强度评估提供参考。