工程船結(jié)構(gòu)強(qiáng)度直接計(jì)算及優(yōu)化研究.pdf

1、隨著海運(yùn)事業(yè)的不斷發(fā)展、港口功能的日益增強(qiáng)，起重船成為中國(guó)船舶市場(chǎng)發(fā)展的熱點(diǎn)。特別是中大型起重船舶的需求量更是日益增漲。市場(chǎng)的需要和利益的驅(qū)使，使用舊船型改裝成為新船型也成為一種趨勢(shì)。 作為工程船舶的起重船有著特殊的作業(yè)方式，所以在船體結(jié)構(gòu)和所受載荷方面更為復(fù)雜。對(duì)于這種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形式和載荷分布，傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算方法的弊端已經(jīng)顯現(xiàn)出來(lái)。隨著計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的發(fā)展，使得將整船劃分為有限元來(lái)進(jìn)行分析成為可能，船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析有了革命

2、性的突破。世界各國(guó)的船級(jí)社都在不斷尋求更科學(xué)可靠的設(shè)計(jì)方法，因此船舶結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有限元直接計(jì)算方法成為當(dāng)今船舶設(shè)計(jì)業(yè)的領(lǐng)頭羊。有限元直接計(jì)算方法是通過(guò)有限元軟件對(duì)整船建立有限元模型。為了真實(shí)的表達(dá)構(gòu)件的受力狀況，分別以桿、板、殼和梁等單元來(lái)模擬不同受力狀態(tài)的構(gòu)件。并通過(guò)有限元軟件分析求解，得到各個(gè)構(gòu)件的實(shí)際變形和應(yīng)力結(jié)果。 本文利用有限元軟件MSC．Patran和MSC．Nastran對(duì)某駁船改裝成500t浮吊的改裝方案進(jìn)行研究和優(yōu)

3、化。吊機(jī)吊重采用獨(dú)立建模計(jì)算方法，計(jì)算機(jī)座處支座反力，再使用多點(diǎn)約束的方法加載到船體甲板相應(yīng)位置。舷外水壓力采用等效設(shè)計(jì)波的概念處理波浪中垂和波浪中拱工況。調(diào)整船體平均吃水來(lái)調(diào)整船體平衡。并使用“慣性釋放”功能使船體模型處于“完全自由”狀態(tài)。 對(duì)于衡量船體結(jié)構(gòu)的安全性而言，對(duì)甲板、底板進(jìn)行屈曲強(qiáng)度分析是十分必要且必須的。按照《鋼質(zhì)內(nèi)河船船體結(jié)構(gòu)直接計(jì)算指南》對(duì)該起重船的甲板、底板進(jìn)行屈曲強(qiáng)度分析，并對(duì)強(qiáng)度不足構(gòu)件進(jìn)行加強(qiáng)。在船體