集装箱船结构强度评估中的破损工况
2021-01-13汤明文
船舶与海洋工程 2020年6期
关键词:结构
徐 敏,汤明文,王 刚
(中国船级社 规范与技术中心,上海 200135)
0 引 言
近年来,集装箱船[1-2]碰撞事故频发,船体破损[3-4]进水之后的浮态和稳性会发生变化。对于进水的舱室而言,由于水压的存在,其局部载荷会发生改变,对平衡之后的水密周界和相连构件产生影响。
按照UR S34[5]的要求,国际船级社协会建议船级社在进行货舱段有限元强度评估时各自考虑破损工况。因此,为确保集装箱船货舱段结构(特别是水密舱壁及其相连结构)的完整性,应确立相应的计算工况,并对相关结构进行强度评估。本文在上述背景下采用舱段有限元方法进行相关研究。
1 工况设计
在货舱破损工况下,应有效评估水密舱壁及其相连结构在进水状态下的响应。集装箱船每个货舱两端都布置有1道水密横舱壁,货舱中间布置有1道或2道非水密支撑舱壁。因此,单舱破损之后,该货舱必然在纵向上处于进水状态。若破损从船底或舷侧开始,最终结果可能是货舱及一舷的双层底和舷侧边压载舱同时进水,船舶横倾变大;若左舷和右舷都破损,货舱及左右舷的双层底和边压载舱都进水,则船舶没有横倾,处于正浮状态。这2种情况都会达到平衡状态。
根据UR S34的要求,舱段计算需包含“一个40ft(1ft≈0.3048m)箱位空舱”工况。因此,破损之后应考虑在舱盖上装箱和舱盖上不装箱2种情况。
通过以上分析和简化计算,初步确立以下4种工况,由此确定最终工况。
1) 工况1:横倾、破损货舱舱内空、舱盖上装箱;
2) 工况2:横倾、破损货舱舱内空、舱盖上空;……
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