半潛船結(jié)構(gòu)強度有限元直接計算方法研究.pdf

1、半潛船在海洋能源開發(fā)、大型設(shè)備的運載以及海上重吊救撈領(lǐng)域有著不可或缺的地位，是近年來高速發(fā)展的一種高附加值船舶。半潛船結(jié)構(gòu)形式特殊，寬、吃水比相比常規(guī)船型較大，采用一般船舶的規(guī)范要求對其進行強度校核并不適用。此外，半潛船通常航行、工作于環(huán)境惡劣的海域，波浪對于船體強度的影響很巨大。目前，半潛船波浪載荷以及結(jié)構(gòu)強度方面的研究文獻較少，對其進行結(jié)構(gòu)強度評估的方法尚未形成規(guī)范體系。因此，對半潛船進行基于波浪載荷直接計算的全船結(jié)構(gòu)強度評估研究是

2、有現(xiàn)實意義和應(yīng)用價值的。
　　在作者對船體結(jié)構(gòu)強度計算的理解和經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，參照規(guī)范中對其他船型的相關(guān)規(guī)定，對基于波浪載荷直接計算的半潛船全船結(jié)構(gòu)計算方法進行分析討論。介紹船體結(jié)構(gòu)強度有限元直接計算的原理及一般流程，闡述船舶波浪載荷直接計算方法，提出一套適用于半潛船結(jié)構(gòu)強度直接計算的方法和流程。
　　以某38000t半潛船為例，按照所提出的計算方法對其進行結(jié)構(gòu)校核。依照設(shè)計圖紙，使用通用有限元軟件Msc.Patran對目標(biāo)船

3、進行全船有限元建模，考慮航行、下潛、上貨三種狀態(tài)計算并施加各種載荷。其中，波浪動壓力采用DNV的波浪載荷計算軟件Sesam對航行及下潛兩種載況下目標(biāo)船波浪載荷進行長期預(yù)報和短期預(yù)報并將其轉(zhuǎn)換施加到結(jié)構(gòu)有限元模型中。載荷施加及之后，對靜平衡及動平衡進行調(diào)整，使船體梁載荷曲線閉合。利用全船結(jié)構(gòu)直接計算所得應(yīng)力結(jié)果，按照相關(guān)準(zhǔn)則對主要構(gòu)件的強度進行評估。
　　綜合考慮規(guī)范對目標(biāo)船的橫向強度的要求，在全船計算的波浪載荷基礎(chǔ)上，考慮船體梁彎

4、矩，提出采用艙段模型進行半潛船記及總縱彎曲載荷影響的橫向強度的計算分析方法。并參照相關(guān)規(guī)范中的應(yīng)力衡準(zhǔn)校核了目標(biāo)船的橫向強度。
　　艉樓法蘭連接處的局部連接強度是目標(biāo)半潛船所特有的強度問題，也是船東及設(shè)計單位關(guān)注的重點。因為全船計算中難以準(zhǔn)地模擬此處局部構(gòu)造及連接的受力狀態(tài)及強度水平，故采取局部細(xì)化模型直接計算的方法對目標(biāo)船的法蘭連接處進行強度校核。
　　本文所介紹的工作可為今后的相關(guān)研究提供算例，得到的一些結(jié)論對同類型半潛