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《驳船载导管架拖航及下水工况中的结构强度分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、驳船载导管架拖航及下水工况中的结构强度分析46卷 第3期(总第170期)2005年9月中 国 造 船SHIPBUILDINGOFCHINA.46 No.3(SerialNo.170)VolSep.2005文章编号:100024882(2005)03200242010陆丛红1, 林 焰1, 纪卓尚1,2(1.大连理工大学船舶CAD工程中心,辽宁 大连2.),??下水驳船的设计方案进为取得可靠的计算精度,对导管架、滑道和驳船均进行了精确的有限元建模,对该设计方案进行了多工况的应力和变形的计算,给出
2、了有限元模型建立过程中单元的选取、网格剖分以及约束和载荷的处理方法,并对计算结果进行了分析,从而提出了结构改进建议和作业环境要求。本文的研究成果为驳船的设计及结构强度分析提供了参考方法。舰船工程;驳船;导管架;拖航??下水;结构强度;有限元分析;ANSYS关 键 词:船舶、中图分类号:U661.43 文献标识码:A 1 引 言近海平台一般采用导管架作为支撑结构,钢质桩基导管架由钢管焊接而成,一般在陆地上总装后,再运到海上安装。导管架的运输方式主要有两种:浮运和驳运。大中型导管架下水———————
3、————————————————————————————————————————一般采用将导管架从驳船滑下去的方法,即在驳船甲板上安装滑道,尾端安装摇臂,在导管架侧面安装滑板,再将导管架滑板面与滑道相结合,用液压顶推装置或绞车使导管架向驳船尾端滑动,直至导管架重心与摇臂转轴接近时,导管架开始随着摇臂绕摇臂转轴旋转。当旋转角度超过滑道与导管架底部滑板的动摩擦角时,导管架相对摇臂边滑边转,最后与驳船分离,下水过程结束[1]。导管架体积大,重量大,所以运输、下水与安装的安全性要求都非常高。有限元分析是船体
4、结构强度计算和校核的有效方法之一,已有许多人对此进行过研究[2～4],但有关导管架拖航??下水驳船有限元分析的文献尚未见到。由于导管架拖航和下水的过程都较复杂,所以该类驳船的有限元分析中将涉及到一些特殊的问题。上海船舶研究设计院设计的万吨级驳船为非自航无人驳船,主要用于码头和海上油田导管架以及组块的装船、运输和导管架的下水作业,亦可用于甲板货物的装运。该船可满足在天津塘沽、赤湾和湛江港以及类似港口的潮位变化条件下进行导管架??组块的装船作业,作业环境温度为-20℃～45℃,相应最大导管架(重5500
5、t,高125m)下水区域水深约为110m。该船为单甲板、单底、焊接船体及首部船底斜削的箱型整体式结构,其主尺度及参数如下:船体总长LOA=119.15m,垂线间长LPP=119.15m,型宽B=30.50m,型深D=8.00m,设计吃水(夏季载重线)T=5.40m,作业吃水Ts=6.50m,最大下水导管架重量为5500t,排水量(设计吃水5.4m时)?=19314t,排水量(作业吃水6.5m时)?s=22538t,下水角度(起始动摩擦角)≤6.84°,允许尾部最大浸深为14.7m。—————————
6、——————————————————————————————————————大连理工大学船舶CAD工程中心受上海船舶研究设计院的委托,承担了万吨级下水驳船的模型 收稿日期:2004201205;修改稿收稿日期:2005204211 基金项目:教育部“跨世纪优秀人才培养计划”基金资助项目(1999);高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(2000014125)46卷 第3期(总第170期) 25 试验研究及理论计算工作,驳船结构强度分析为其中的重要组成部分。采用ANSYS有限元分析软件,根据相关
7、规范和指南[5～9],对驳船的结构总强度及局部强度进行了计算与校核。下面对有限元模型的建立、约束和载荷的处理以及计算结果作详尽论述。2 有限元模型建立2.1 结构简化在进行结构有限元计算之前,用,将船体构件分为主要构件和次要构件。,它们对船体的整体结,,在船体有限元计算模型中,都必须按照真,,故纵骨如甲板纵骨、舷侧纵骨和纵舱壁纵骨等,都会起到重要作用,尤其是在总纵弯曲中的作用。这些构件也必须按照真实情况模拟,以保证计算模型与真实结构的一致性,正确反映真实的船体结构。次要构件只起到局部的作用,如连接扶
8、强材端部的较小的肘板,桁材、肋板上所加的扶强材以及个别构件的防倾肘板等,它们并不影响结构的整体强度、变形和重力分布等,而且有限元软件在计算时自动认为未经特殊处理的节点处焊接强度是足够的,故在总纵强度计算中———————————————————————————————————————————————对这些构件作适当取舍,以减少计算量,对于忽略的构件也都是从偏于安全角度出发的。2.2 模型坐标系的选择为了描述各构件在船体和整个结构中的位置、各计算工况下结构的变形和应力分布
