某近海散货船结构设计及强度直接计算文献综述
2021-03-11 00:34:23
随着世界经济的快速发展,世界各个国家之家的资源和贸易往来更加的繁忙。从而给散货船的发展带来了直接的动力。散货船作为货物的运输载体具有装载量大、运输成本低、易于装卸等优点。散货船已成为世界船队的主力军,在国际航运业务中,散货船所运输的货物占总运输量的左右。近十年,远洋运输的散货船的数量急剧增长,总载重吨数也迅速增长,单船平均吨位在世界范围内不断增长近十年,干散货船总载重量增长约,发展颇为迅速。
但是散货船强度始终是我们关注的重点。散货为世界资源的合理分配起到了积极的作用。然而我们在看到散货船给我们的生活带来便利的同时,也应该注意到在以往的海损事件中,以散货船发生事故的比率一直都很高。一直以来,船舶建造的依据为各个船级社按照经验建立起来的规范,是以许用应力为基础的。这种方法的优点是简单实用,尤其适用于常规船舶。然而,这种方法也存在着明显的缺陷。
随着船舶工业的发展,造船业中发生了深刻的变化,比如,油船和散货船的尺度越来越大新的运输方式、新的运输货物所要求的新船型层出不穷新材料和新的建造方法,要求船舶更加安全可靠,同时又要有更高的效率和经济性。因此,老的规范设计方法已不能适应新的情况,迫切要求建立一个更加科学、通用的结构设计和强度计算方法。另外,由于高速电子计算机的出现,有限元方法和数学规划的优化技术飞速发展,使得结构设计工作者不仅有了一个强有力的快速计算分析工具,而且有了一套系统的方法来改进设计和优化设计。所以,近年来各国船级社都对大型船舶以及结构新型船舶提出了进行船体结构有限元直接计算的要求,发展了自己的结构强度计算方法和程序系统。目前,对大型船舶以及结构新型船舶进行有限元分析,己成为船舶结构设计和强度计算必不可少的手段。
船体强度是研究船体结构安全性为目的的。所谓结构的安全性是指结构能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种载荷和(或)载荷效应,并在偶然事件发生时及发生后,仍能保持必需的整体稳定性。此外,结构在正常使用时,还必须适合营运的要求。船体结构按规范设计得到各构件实际尺寸后,就可以认为总体上已经满足规范要求,但关于结构的详细应力分布、各构件的安全与否尚无法获得明确的信息。通过船体结构三维有限元模型直接计算,就可以明确得到结构安全性信息。船体结构强度直接计算的目的是验证散货船船体结构在指定的装载条件下船体梁结构的应力在允许的限值范围之内。从而确保船舶结构强度满足使用要求,确保船舶运输的安全性。
综上所述,采用有限元对结构强度进行分析计算,对分析研究散货船的船体结构强度有非常大的现实意义,是提高散货船的运营安全性的重要措施,可大幅减少因船体结构失效导致的海损事故,也是散货船结构设计及优化的重要方法。采用有限元得到的计算结果的参考与佐证意义也越来越大。
{title}2. 研究的基本内容与方案
{title}2.1研究(设计)的基本内容
依据《钢质海船入级与建造规范》的要求对全船各个构件进行结构规范设计,并要求对船体结构进行强度校核,确保船舶运营过程具有足够的强度和安全性,为完善同类型船舶的结构设计及全船直接计算提供一定的借鉴和参考价值。
2.2 研究的目标
验证散货船船体结构在指定的装载条件下船体结构的应力在允许的限值范围内。船舶在航行中受到风浪的袭击,为了保证船舶的安全性,需要对船体结构进行评估。利用有限元,建立模型,对船舶的各个航行和在港工况加载,评估船体构件,确定其安全系数,保证船舶运营的安全性。