基于JBP Ruies的散貨船結(jié)構(gòu)強(qiáng)度直接計(jì)算研究.pdf

1、近年來(lái)，由于新型船只的建造和船舶的大型化及海洋平臺(tái)開發(fā)的興起，新結(jié)構(gòu)、新材料不斷出現(xiàn)，船舶結(jié)構(gòu)的屈曲、彈塑性破壞、疲勞和斷裂等課題提出，迫使我們尋找新的有效的船體結(jié)構(gòu)分析方法；并且，隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的發(fā)展，將船體的局部結(jié)構(gòu)甚至是整艘船劃分為有限單元來(lái)進(jìn)行分析成為可能，船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析從此有了革命性的突破。有限元分析方法，將整個(gè)船體結(jié)構(gòu)離散為能精確模擬其承載模式和變形情況的有限單元。對(duì)于各主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件，按其受力狀況分別以膜、桿、板、殼

2、和梁等單元來(lái)表達(dá)。這樣可詳盡地表述船體結(jié)構(gòu)的微觀細(xì)節(jié)，真實(shí)地表達(dá)出各個(gè)構(gòu)件間的協(xié)調(diào)關(guān)系與變化。通過(guò)大規(guī)模有限元軟件分析求解，可以求出各個(gè)關(guān)心構(gòu)件或區(qū)域的實(shí)際變形與應(yīng)力。這種方法是目前船體強(qiáng)度分析最準(zhǔn)確、最完善的方法，也是在理性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，最能精確預(yù)報(bào)結(jié)構(gòu)對(duì)載荷響應(yīng)的結(jié)構(gòu)分析方法。 但是，世界上各主要船級(jí)社都有著自己獨(dú)特的船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度直接計(jì)算方法及強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，這樣便造成了現(xiàn)行模式的目標(biāo)不透明，風(fēng)險(xiǎn)的接受程度不統(tǒng)一，不利于對(duì)船舶設(shè)計(jì)方

3、案的評(píng)估，為此國(guó)際船級(jí)社協(xié)會(huì)(IACS)于2005年推出了一套統(tǒng)一的散貨船結(jié)構(gòu)尺寸的共同規(guī)范，即JBP規(guī)范。制訂此規(guī)范是為了滿足工業(yè)界期望建造更加堅(jiān)固、耐用、適用的船舶，進(jìn)一步滿足使用需求，消除各船級(jí)社之間在船舶最小尺寸方面的競(jìng)爭(zhēng)。建立統(tǒng)一的規(guī)范，在成員船級(jí)社中統(tǒng)一實(shí)施，同時(shí)也可使各個(gè)船級(jí)社的經(jīng)驗(yàn)得到共享。 進(jìn)行船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有限元直接計(jì)算的基本步驟是：建立三維有限元模型；處理邊界條件；進(jìn)行載荷計(jì)算；選取計(jì)算工況；利用有限元軟件進(jìn)

4、行求解；分析計(jì)算結(jié)果；最后得出結(jié)論。本文主要研究目的是，全面研究JBP規(guī)范的編寫理念及其所采用的計(jì)算方法、過(guò)程和基本假定。為了便于比較分析該規(guī)范，本文通過(guò)采用JBP規(guī)范和中國(guó)船級(jí)社(CCS)的散貨船結(jié)構(gòu)強(qiáng)度直接計(jì)算分析指南(2003)兩種直接計(jì)算方法，應(yīng)用通用有限元軟件NASTRAN，對(duì)同一條21萬(wàn)噸雙殼散貨船進(jìn)行船體結(jié)構(gòu)有限元直接計(jì)算分析，得到的最終結(jié)論為：IACS剛剛推出的JBP規(guī)范是安全、可靠的，我們有必要推廣和貫徹該規(guī)范。