基于概率的油船破损和剩余强度预报
2020-08-21万乐天
机械管理开发 2020年8期
万乐天
(中国船舶重工集团有限公司第七一〇研究所, 湖北 宜昌 443003)
引言
油船破损的位置和程度存在一定的不确定性和随机性,由对结构破坏的程度和分布情况概率统计分析工作的展望,船舶航行途中,通过相关事故的记录和统计学分析,可以初步预估船体外部结构可能发生的破损状态,对于液化石油气、危化品运输经济性和安全性有重要意义[1]。
1 计算破损概率
1.1 碰撞
由MARPOL国际公约相关规定[2]:纵向破损概率:

垂向破损概率:

横向区域破损概率:

式中:Xa、Xf分别为损伤区域最后及最前一点离船艉距离;PSa、PSf分别为破损区域位于后及前部概率,L为船长;PS1、PSu、PSy分别为破损区域位于油舱下、上及外部的概率[3]。
令破损舱室最低点与船底板间横向距离为y,为破损宽度为BS,则当时,其取值计算如下式:

1.2 搁浅
纵向破损概率:

横向破损概率:

垂向区域破损概率:

式中:PBa、PBf分别为破损区域位于后及前部概率;PBp、PBs、PBz分别为破损区域位于油舱左、右及下部的概率。
令最低点与底板垂向距离为z,破损高度为DS,则当,时,参数取值为:

2 模型建立
破损时,事故假设发生在船中部几何对称中心,本文采用如图1所示破损范围做位置假设。

图1 破损假设模型
3 破损概率评估

图2 纵向损伤程度累积概率分布

图3 垂向横向损伤程度累积概率分布

图4 横向垂向损伤程度累积概率分布
4 破损强度预报
Choung[5]等给出了该船型的破损极限强度预报公式:

船体的相似性计算见表1。
可见,本文所计算的某型油船与参考船型在大尺度上几乎一致,计算公式中的系数分布如表2所示,基于HCSR协调共同规范的破损程度已知,利用上述公式进行预报。……
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