基于谱分析法的大型集装箱船疲劳强度评估

本文采用谱分析法对船舶进行疲劳强度评估,论述了谱分析法的基本原理.以1艘大型集装箱船为例,利用MSC.Patran软件进行全船有限元建模,采用三维线性势流软件Compass-Walcs进行波浪载荷计算,通过PCL语言完成波浪载荷及舱室惯性力的自动加载,结合S-N曲线和Miner线性累积损伤理论对大型集装箱船的典型部位进行疲劳强度评估.     

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。     

波激颤振对超大型集装箱船疲劳强度影响评估

随着全球航运规模的进一步扩大,集装箱船的大型化发展成为必然趋势,超大型集装箱船的船型特点导致船体结构遭受更严重的波激振动和砰击颤振作用,对船体结构疲劳强度产生较大影响.根据中国船级社规范和相关要求,基于三维线性/非线性水弹性理论,采用专用的三维水弹性计算软件,对一型超大型集装箱船开展波激振动和砰击颤振下船体结构疲劳强度直接计算评估和影响分析.分析结果表明,相关计算流程、算例和结论可为其他大型船舶在波激振动和砰击颤振下船体结构疲劳强度评估提供参考.     

基于谱分析法的超大型集装箱船疲劳强度评估

疲劳失效是船舶及海洋工程结构破坏的主要模式之一,尤其是对于大尺度船和高强度钢船来说,疲劳问题较为严重。对此,基于英国劳氏船级社(Lloyd’s Register,LR)规范中的疲劳计算评估方法水平3,论述疲劳谱分析的基本原理,给出波浪频域计算和疲劳累计损伤组合计算的方法。以此为基础,对某超大型集装箱船的重点位置结构进行疲劳强度计算分析和评估。     

1700TEU集装箱船甲板舱口角隅疲劳强度评估

在消化吸收德国劳氏船级社（GL）规范的基础上,对沪东造船厂建造的1700TEU集装箱船大开口甲板舱口角隅进行了疲劳强度分析和评估,并讨论了主要参数对采用简化疲劳强度评估方法所得到的评估结果的影响。计算结果表明,该方法对集装箱船大开口甲板舱口角隅处的结构设计具有一定的实用意义和参考价值。     

弹振对超大型集装箱船疲劳强度的影响

超大型集装箱船在波浪激励下产生的弹振响应使得其疲劳强度问题十分突出。基于三维水弹性理论,结合有限元分析方法计算分析目标船典型节点的应力响应特性。采用双峰谱密度函数的疲劳损伤谱分析理论评估目标船的疲劳强度,通过与刚体理论下的计算结果相对比来分析弹振对目标船的影响。研究结果表明,相比于刚体理论计算结果,考虑弹振效应时目标船的疲劳寿命会极大地降低,甚至可达50%以上。     

8 530 TEU大型集装箱船船中货舱区舱口角隅疲劳强度校核

集装箱船货舱区舱口角隅疲劳强度校核是集装箱船强度分析的重要内容之一,该文选择沪东中华造船(集团)有限公司即将建造的8 530 TEU集装箱船船中No.5货舱区Fr181处角隅作为疲劳强度分析对象.基于设计波法,选择全球航行海域波浪散布图进行波浪诱导载荷长期预报,获得四种典型的波浪载荷参数,然后在一个波浪循环内每隔30°取一相位,计算了其中三种最典型波浪载荷工况下上甲板角隅边缘和舱口围板角隅边缘的热点应力,确定最大应力范围及其位置,最后基于S-N曲线法进行疲劳强度校核.     

超大型集装箱船纵骨屈服强度和疲劳强度的计算与分析

纵骨的屈服强度和疲劳强度对于集装箱船十分重要,在设计建造阶段准确有效地评估连接处的屈服强度和疲劳强度具有重要意义。文章基于梁系理论和S-N曲线法,根据德国船级社(GL)和法国船级社(BV)的船体结构规范,对超大型集装箱船纵骨与主要支撑构件连接处的屈服强度和疲劳强度进行校核,将结果进行比较和分析,并提出合理化建议。     

大型集装箱船运力增长显著

2006年全球新增3300TEU以上的大型集装箱船157艘、1023600TEU，其中巴拿马型集装箱船62艘，超巴拿马型集装箱船95艘，单船运力超过6500TEU，按TEU计新增运力占现有运力的比例约为23％（见表1）。2006年初，全球大型集装箱船的订造量为537艘、3283100TEU。2007年初达到601艘、     

基于改进谱分析法的船舶疲劳强度直接计算

针对目前船舶疲劳强度评估问题,频域谱分析法将应力范围服从Rayleigh窄带分布,造成结果偏保守.而时域法则计算时间过长,无法满足快速预估需求.本文以频域谱分析法为基础,提出一种适用于宽带随机过程的改进谱分析法,并以实船为算例进行计算分析.结果 表明,基于改进谱分析法的疲劳计算结果与精确解差距较小,可以提供一个相对可靠...     

基于Solidworks的船舶结构强度评估分析方法研究

由于船舶在海上航行时受到海浪撞击、机械碰撞、振动等因素的干扰,船舶结构会发生疲劳破坏等失效形式,引发船舶停运等事故,造成巨大的经济损失。因此,船舶结构的强度校核对于提高船舶的抗干扰能力和使用寿命有重要的意义。本文结合三维建模软件Solidworks和快速有限元分析软件COSMOS,对船舶舱段结构的接触应力和应变进行系统分析,该分析对改善船舶舱段的结构强度,提高舱段的抗波浪冲击性能等具有一定的指导作用。     

A practical method for torsional strength assessment of container ship structures

Container ship structures are characterized by large hatch openings. Due to this structural property, they are subject to large diagonal deformations of hatch openings and warping stresses under complex torsional moments in waves. This necessitates torsional strength assessment of hull girder of container ships in their structural design stage. In this paper, a practical method for torsional strength assessment of container ship structures with transparent and consistent background is discussed based on the results from up-to-date analyses. In order to estimate the torsional response characteristics as accurately as possible, three-dimensional Rankine source method, after being validated by tank tests, is employed for estimation of wave loads on a container ship, and FE analyses are conducted on the entire-ship model under the estimated loads. Then, a dominant regular wave condition under which the torsional response of the container ship becomes maximum is specified. Design loads for torsional strength assessment that give torsional response equivalent to the long-term predicted values of torsional response are investigated based on the torsional moments on several container ships under the specified dominant wave condition. An appropriate combination of stress components to estimate the total hull girder stress is also discussed.     

基于 PCL 的集装箱船屈服强度校核工具开发

为了保障集装箱船船体结构的安全,在设计阶段常常需要根据规范要求进行直接分析并进行整体和局部强度的校核。由于船舶运行的载荷和必须考虑的工况复杂,同时各种工况下船体结构不同部位和不同构件的校核许用水平不一,无法直接借助通用软件的后处理功能直观判断构件是否满足要求。本文基于 PCL 语言,针对中国船级社集装箱船屈服强度校核要求,经过二次开发实现了许用应力以及衡准值的自动计算,并通过云图、三色图以及报告直观输出校核结果,该工具有助于对设计结果的快速反馈。     

基于PCL的集装箱船屈服强度校核工具开发

为了保障集装箱船船体结构的安全,在设计阶段常常需要根据规范要求进行直接分析并进行整体和局部强度的校核。由于船舶运行的载荷和必须考虑的工况复杂,同时各种工况下船体结构不同部位和不同构件的校核许用水平不一,无法直接借助通用软件的后处理功能直观判断构件是否满足要求。本文基于PCL语言,针对中国船级社集装箱船屈服强度校核要求,经过二次开发实现了许用应力以及衡准值的自动计算,并通过云图、三色图以及报告直观输出校核结果,该工具有助于对设计结果的快速反馈。     

基于裂纹扩展理论的船体结构疲劳评估

疲劳破坏是船舶结构的主要破坏形式之一。为了保证船舶结构有足够的疲劳强度,各国船级社、船厂等均建立了船舶结构疲劳强度校核规范作为船舶疲劳评估的指导性文件,尽管这些规范均是建立在S-N曲线方法基础上的,但由于S-N曲线方法存在自身无法克服的缺陷(如忽略材料的初始缺陷等),对同一节点进行计算得到的疲劳寿命大相径庭。该文作者在基于裂纹扩展理论的基础之上,给出了一套详细的船体结构疲劳评估方法,并应用此方法对大型船舶结构典型节点的疲劳寿命进行评估,以期能为完善船舶结构疲劳寿命的评估提供参考。     

船舶运动基于参数法的海浪方向谱估计

船舶的运动控制受多种因素的影响,比如海浪的作用力大小、风力和海水温度等。而海浪的作用力大小对船舶的运动控制影响巨大,特别是在复杂环境中,精确的海浪作用力常常难以预测。本文针对船舶操纵过程中遇到的难题,采用先进的非线性控制算法建立了船舶的运动模型,然后通过参数控制法对海浪方向谱的实现原理进行了建模分析,建立了精确的波浪运动模型,最后采用Matlab软件,对此模型的时域响应性能进行仿真验证,从而获得良好的性能。     

基于疲劳强度的超大型集装船角隅优化设计

对于集装箱船而言,货舱角隅处一般存在结构形式的突变,在船体梁发生弯曲、扭转变形时,角隅承受着较大的弯曲正应力及翘曲应力,存在较严重的疲劳问题。本文以MARIC设计的某20000 TEU级超大型集装箱船为例,介绍了货舱内20 ft角隅、箱角角隅及舱口角隅的优化设计思路,通过有限元方法验证了优化方案的有效性。