船舶結(jié)構(gòu)強(qiáng)度全船有限元計(jì)算研究.pdf

1、船舶結(jié)構(gòu)的規(guī)范設(shè)計(jì)基本上以船體梁理論以及大量經(jīng)驗(yàn)公式為基礎(chǔ)，存在一定的弊端和局限性。目前，對船舶結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行直接計(jì)算方面的研究，基本上都還限于艙段的模型，但是艙段模型的缺點(diǎn)是明顯的。 與內(nèi)河船舶、海船相比，江海通航船舶的艙室布置及結(jié)構(gòu)有自身的特點(diǎn)，所受到的載荷也不盡相同。對于此類船舶，用有限元方法計(jì)算時(shí)，為了得到比較準(zhǔn)確的變形和應(yīng)力結(jié)果，可能需要特殊的處理方法。對全船結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度直接計(jì)算顯然更合理。國內(nèi)外主要船級社對大型船船，如

2、大型集裝箱船(具有甲板大開口)等船舶也有采用全船結(jié)構(gòu)強(qiáng)度直接計(jì)算分析的指南，由于在計(jì)算模型中允許對結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化處理，其結(jié)果中仍有近似的成分。 由于計(jì)算機(jī)軟硬件的飛速發(fā)展，采用基于肋距和縱骨間距的有限元網(wǎng)格模型，對全船結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度進(jìn)行直接計(jì)算分析原則上已不存在困難，但其工作量很大、涉及因素很多，所以它的應(yīng)用尚不廣泛，尤其在國內(nèi)開展此類分析的方法尚不多見。 本論文以一艘130m江海直達(dá)散貨船為對象，對于全船結(jié)構(gòu)有限元直接計(jì)算方

3、法及其過程中的各種問題進(jìn)行了研究和探討。該船船體結(jié)構(gòu)具有大跨度、長通艙、大開口等特點(diǎn)。由于這一系列的特殊性，采取規(guī)范的總強(qiáng)度計(jì)算方法難以合理地評估船體強(qiáng)度，且采用艙段模型進(jìn)行直接計(jì)算也存在困難。所以有必要對船體結(jié)構(gòu)進(jìn)行全船的三維有限元計(jì)算分析。采用大型有限元計(jì)算軟件MSC/Patran、MSC/Nastran(版本2001r3)，對本船的變形和應(yīng)力水平進(jìn)行計(jì)算分析，確定船體結(jié)構(gòu)的高應(yīng)力區(qū)域，對船體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度進(jìn)行評估。 計(jì)算表明，