C型独立舱三体罐结构强度有限元分析
2018-03-31郭园园唐文勇张仁杰
船舶与海洋工程 2018年1期
郭园园,唐文勇,周 兵,张仁杰
(1. 上海交通大学 海洋工程国家重点实验室,上海 200240;2. 高新船舶与深海开发装备协同创新中心,上海 200240;3. 上海铠韧气体工程有限公司,上海 200441)
0 引 言
近年来,随着海上运输需求迅速攀升,设有C型独立液货舱的液化气船逐渐朝大型化、多元化方向发展。传统的C型独立液罐通常为单圆筒型或双联圆筒型,封头一般为球形封头或蝶型封头。为充分利用船体空间,提高舱容利用率,采用C型独立液货舱三体罐,将3个圆筒形罐组合在一起,从而增大载货量,降低运输成本。作为压力容器,新型三体罐结构的舱容利用率高、总体性能好,但设计和建造难度较大。
根据国际海事组织(International Maritime Organization,IMO)的《国际散装运输液化气体船舶构造和设备规则》(以下简称“IGC规则”)[1],结合各船级社的规范和钢制压力容器国家标准[2]的要求,现有的针对 C型独立液罐的研究[3-4]大多围绕球罐、单圆筒罐和双圆筒罐,很少提及三体罐。比较不同类型液罐的优缺点[4],当全船的货舱容积较大时,采用三体罐的液货舱更有优势。目前在对C型独立液罐进行强度校核时都采用粗网格模型进行分析[5-7],并未考虑结构不连续处的应力集中现象。液罐上有大量的连接结构,在结构连接处使用细化的网格模型,可使计算结果更加准确。在校核衡准方面,已有研究都是直接校核正应力或等效应力,并没有区分薄膜应力和一次加二次应力。与传统的单罐和双罐相比,三体罐增加了罐体和纵隔舱的Y接头及非水密纵隔舱等结构,载荷更大,应力分布更复杂。……
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