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基于CSR的50000DWT油船局部结构设计研究

董恒建  
【摘要】: 为了加强船舶安全和统一强度评估流程,IACS编制了《双壳油船结构共同规范》。本文以50000DWT成品油/原油船结构设计为基础,应用油船共同结构规范(简称CSR)进行其结构设计,理清了CSR中的载荷计算思路,应用载荷计算方法计算了尾部主要构件载荷和尺寸的大小,计算出的构件尺寸与根据CCS钢规计算的尾部主要构件的尺寸进行了对比;根据CCS钢规计算了货舱区的构件尺寸,计算出的构件尺寸与50000DWT油船的货舱区的构件尺寸进行了对比。结果表明50000DWT油船船体尾部和货舱区钢料重量较依CCS相关规范设计的油船有所增大。 分析了货舱区纵向连续构件与总纵强度应力的关系,定义了改变单位应力需要改变的甲板纵向连续构件横断面积的概念。建立了以基本板单元中纵骨和板的最佳匹配为首要目标的中横剖面结构面积最小优化模型。在局部强度约束条件中,补充了基本板格应力小于许用应力的约束条件,进一步完善了约束条件。 船体是由加筋板所组成的薄壁箱型梁结构,船体梁的总体失效通常取决于甲板、船底板,其次也取决于舷侧加筋板的屈曲和塑性破坏。因此,对于衡量船体结构的安全性而言,对甲板、内底板、外底板进行强度分析是十分重要且必须的。根据该规范要求,船长大于150m的油船要做有限元强度分析校核。本文根据共同规范关于屈服强度和屈曲强度的技术要求,以及油船结构屈服强度和屈曲强度评估的基本方法和分析步骤,利用英国劳氏船级社开发的有限元分析软件ShipRight SDA对该船做了三舱段有限元分析:屈服强度校核、屈曲强度校核。分析结果表明50000DWT油船屈服强度基本满足规范要求,一般离中和轴较远处的纵向连续构件如甲板、内底板、外底板处需要较强屈曲强度。对屈曲强度较弱区域做了结构改进:增加离中和轴较远处的板格厚度;对于纵骨架式板格减小了短边长度。


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