有限元建模及平衡调整.PDFVIP

8530TEU 集装箱船整船直接计算 郑刚，顾晔昕 （中国船级社 审图中心） 摘要：本文介绍了根据CCS 规范指南所进行的集装箱船整船直接计算。涉及的方面包括波浪载荷的计算，长期 预报，屈服强度及疲劳强度分析。还简单介绍了超出规范指南范围的探索性的工作，如疲劳谱分析，非线性波 浪载荷。 关键词：集装箱船；波浪载荷直接计算；整船强度直接计算；舱口角隅细化 1 概述 确定。计算后得到船梁载荷的一系列传递函数。 为得到主载荷的设计值，采用SESAM 进行长期 根据中国船级社《集装箱船结构强度直接计算 预报。采用上面波浪载荷计算得到的各弯矩和扭矩 指南》（以下称《指南》）的规定，当强力甲板舱口 的传递函数，结合波浪散布图得到长期预报值。 宽度大于0.89B 时需对其进行整船强度直接计算。 1.4 确定设计波 8530TEU 集装箱船的舱口宽度达到了38.4，船宽为 根据主载荷设计值，并结合频响函数，可以得 42.8，其舱口宽度达到了船宽的 0.897，根据《指 到各主载荷对应的设计波，包括浪向、浪频、波高 南》，对其进行整船有限元分析。 和相位。 根据《指南》要求，集装箱船的波浪载荷需通 1.5 采用设计波进行水动力分析 过水动力分析得到。为此我们引进了DNV/SESAM 软 根据设计波采用WADAM 进行水动力分析和结构 件的水动力分析模块WADAM 进行波浪载荷分析。本 载荷计算，得到对应的海水动压力。 计算的有限元建模采用 PATRAN，长期预报采用 1.6 载荷转换 POSTRESP，有限元计算采用NASTRAN，后处理采用 将WADAM 计算得到的海水动压力转换到PATRAN PATRAN。PATRAN 和SESAM 之间的模型和载荷转换采 中，转换采用自行开发的程序进行。 用自行开发的程序进行。WDADM 计算得到的海水动 1.7 结构分析 压力也通过自行开发的程序转换为 PATRAN 中的压 采用NASTRAN 进行有限元计算，载荷包括静水 力载荷。 压力、海水的动压力、结构及货物的重量及惯性力。 本计算基本根据《指南》的要求进行，并参照 1.8 强度校核 了其他船级社的指导性文件。结合本船的情况，采 检验各主要构件上的变形和应力是否满足要 用计算流程如下： 求。对不满足要求的结构提出修改方案。 1.1 有限元建模及平衡调整 图 1.1 给出了集装箱船整船有限元分析的流 采用 PATRAN 进行整船的结构建模，根据重量 程。在该图中，右侧的矩形框中的内容代表了操作， 分布调整船体各段的密度，使重量、重心达到要求。 而下边为波浪线的框中的内容为数据，这些数据包 对于设备和油水质量，采用质量单元建模，对于集 括计算的输入和输出。 装箱质量，采用板单元来模拟。