论文部分内容阅读
半潜船作为一种高技术、高附加值的船舶,随着海洋能源的开发、特种船舶和设备的调遣以及海上救捞的需要,市场需求前景广阔。半潜船在大型化的同时对其结构的安全性也有着很高的要求。随着直接计算方法的发展,常规船舶结构强度的计算、校核也更为合理、有效。本文在深入了解常规船型结构强度直接计算方法的基础上,对大型半潜船结构强度的计算进行了分析和研究,并利用通用有限元软件PATRAN/NASTRA对某大型半潜船的船体结构强度进行了计算,形成了适用于大型半潜船船体结构强度的直接计算方法。本文研究的出发点基于:半潜船作为近年来迅速发展的一种新型船舶,其结构形式特殊,一般船舶的规范要求并不适用,目前仅中国船级社有针对半潜船的特殊规范要求,但大部分规范要求来源于经验公式且要求不够完整,在结构强度计算方面仍参照普通干货船的要求。同时大型半潜船载运的货物具有不确定性,且一般价值较高,需要对大型半潜船的载荷及结构响应进行准确、合理的计算,而有限元技术的发展和成熟可以为大型半潜船结构强度的直接计算提供可靠的方法。本文工作内容主要包括:根据大型半潜船结构计算中需要考虑的强度问题,确定满足计算要求的船体结构建模范围,通过基于VB.NET的AutoCAD二次开发,实现了船体型线在CAD图纸中的读取和在有限元软件PATRAN中的自动生成,同时根据船体结构中骨材的排列特点,利用PCL语言,实现对曲面线型处梁元偏置的准确模拟。为了在舱段模型中实现对总强度弯矩和剪力分布的同时把握,并充分考虑横向载荷和局部载荷的影响,利用PCL语言,通过对等效节点力的计算,准确计算出舱段模型计算时所需要施加的端面弯矩值,以保证在船体梁目标位置产生需要的剪力和弯矩,并以一艏大型半潜船为例进行计算,形成有效的结构强度直接计算方法。在线性势流的理论基础上,利用SESAM软件,通过对众多实船波浪诱导载荷计算结果的统计,分析了短峰波对波浪诱导载荷的影响,从而确定目标半潜船结构计算中所需要的波浪诱导载荷。