罗仁杰，邱伟强，蔡诗剑，陈 涛

（中国船舶及海洋工程设计研究院，上海 200011）

船体纵骨上附连挺筋软踵形状参数优化

罗仁杰，邱伟强，蔡诗剑，陈 涛

（中国船舶及海洋工程设计研究院，上海 200011）

船体纵骨上附连挺筋与纵骨面板连接处往往会因几何突变而出现应力集中现象，造成结构失效或损坏。对此，根据协调共同结构规范（HCSR）中图示推荐表和国内各大船厂的典型节点图册，选取3种工程中常用的软踵形式建立参数化模型，并利用Isight集成有限元建模软件Patran和计算软件Nastran进行形状参数优化计算，得到应力极值最小的软踵形状；同时，根据HCSR对3种最优的软踵形式进行疲劳强度校核，对比不同开孔形状下结构的疲劳寿命。计算结果表明，建议的优化流程能有效减小结构的应力峰值，提高节点疲劳寿命，得到不同船体位置处疲劳强度、屈服强度更优的软踵开孔形式及参数，有较强的工程实用价值，可应用到其他类似结构的节点设计中。

船舶、舰船工程；船体纵骨；软踵；PCL参数化建模；形状参数优化；疲劳强度

0 引 言

分析20世纪80年代至90年代期间日本建造的一批大型油船的外底纵骨和外板纵骨面板上出现大量裂纹损伤的原因，除了构件设计的尺寸余量相对规范要求较小之外，其中很重要的原因是：为简化建造工艺，纵骨上附连挺筋端部通焊孔的形状设计较为简单，挺筋端部未设置软趾和软踵，尤其是未设置软踵，造成普通纵骨挺筋软踵与纵骨面板相交处的应力过于集中；……