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支线集装箱船整船强度和疲劳有限元分析

2021-03-02徐敏汤明文王旌生宋夏童晓旺

船海工程 2021年1期
关键词:有限元

徐敏,汤明文,王旌生,宋夏,童晓旺

(中国船级社 规范与技术中心,上海 200135)

时有发生的集装箱船海损事故,催生了IACS 新UR S11A和S34[1]的生效。集装箱船作为运输集装箱的专用船舶,为满足航速及装箱数的需求,其设计特点为货舱大开口和狭长的舷侧结构,导致整船的抗扭刚度降低,扭转效应在船体总纵强度中的比例增大,使得易在舱口角隅产生应力集中。为了考虑弯扭效应,目前对于290 m及以上的大型集装箱船[2-5],各大船级社都强制要求进行整船有限元分析以确保整船结构的安全性。而中小型支线集装箱船并非强制,一般只要求进行描述性规范校核和货舱段强度分析。这些要求对舱口角隅等局部位置和艏艉结构强度评估时有一定的局限性,给轻量化设计带来风险。此外,船东对中小型支线集装箱船安全性也越来越重视。综合这些因素,考虑对中小型新造箱船的整船结构进行合理准确的强度和疲劳评估,以1艘支线型集装箱船为目标,结合IACS新UR S11A和S34的要求,进行整船有限元分析,探讨支线集装箱船设计中应关注的整船结构强度和疲劳问题。

1 船型参数及结构设计难点

目标船为无限航区,采用尾机型单岛设计,其主尺度及相关参数见表1。

表1 船舶主尺度参数

1)由于是支线集装箱船,其型线沿船长方向收缩明显,该船几乎无平行中体,且艉部机舱区域和艏部非货舱区域局部纵舱壁、局部平台、横向强框架及开孔众多,结构形式复杂,这些区域不属于UR S11A强制要求的强度评估区域,因此各船级社要求不一。……

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