74-江海通航船结构强度研究

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1、第五届中国CAE工程分析技术年会论文集江海通航船船船结构船结构强度研究1刘成岗，祝海勇，王威1.中国舰船研究设计中心，湖北武汉430064摘摘摘摘要要要要：：：：在恶劣海况情况下，对某江海直达船舱段结构强度进行实船测试。并对测试船舶建立舱段有限元模型，按照规范规定的波浪情况对舱段模型施加相应波浪载荷。将仿真结果与实船测试应力值进行比较，证明规范制定的波浪载荷可以满足海上航行时的各种恶劣海况。将仿真结果与许用应力比较，验证了船体结构有过大的安全余量，船体构件尺寸可相应酌情减弱。关键词：：：江海通航船：、实验、强度、有限元Researchonthestructur

2、estrengthofriver-sea-throughshipsbasedonshipexperimentAbstract：：：Theshipexperimentforthestructurestrengthofriver-sea-throughshipswascarriedoutinbadseastate.Andthefiniteelementmodelofitscargoholdisbuilt.AccordingtothewaveconditionintheRule,thecorrespondingwaveloadsareappliedonthemode

3、l.Fromthecomparisonbetweenthesimulationresultsandtheexperimentstressvalues,it’sprovedthatthewaveloadintheRulecanequaltoallbadseastates.Andfromthecomparisonbetweenthesimulationresultsandtheallowedstressvalues,it’sprovedthattheshipstructurehasredundantsafetymargin,andthestructuresizes

4、candecreaseproperly.Keywords：：：River-sea-throughship;experiment;strength;finiteelement1111引言引言江海通航运输由于减少中间环节、消除了货物损耗，大幅降低运输成本而深受船东和货主的欢迎。据预测，2010年全国将进口铁矿石2.5亿吨，其中长江沿线冶金企业进口量将达[1]1亿吨。这一市场的形成使得江海直达干散货运输船舶有了较大的市场需求。江海通航的航线特点，船舶在较浅航道航行时易产生浅水效应，船体下沉、首倾、粘性阻力增加，而且螺旋桨的推进效率降低。较浅航道航行时船舶极易发生吸底

5、触礁现象。因此内河航道保证水深有限时，对船舶的吃水有很大的限制。以往江海直达船按海船规范设计，但江海直达船又不同于海船,因为江海直达船入海后主要航行于近海或遮蔽海域，没有考虑到海段遮蔽情况较其他海区要好，以及距岸较近、避风及应急处理相对方便等特点，导致船体结构偏重。文献[2、3]对油船、货船和商船的结构强度设计载荷进行了深入的研究。文献[4]对船舶舱段有限元直接计算中应力的选取问题，进行了深入的研究。文献[5][6]江海直达船的结构强度直接计算进行了研究，本文在实船测试基础上，依据规范规定的波浪外载对江海直达船结构进行直接计算,分析了船体结构应力情况，为江海直

6、达船的发展提供一定参考。-456-第五届中国CAE工程分析技术年会论文集2222船型介绍船型介绍测试船是江海通航矿石散货船，航行于北仑港—马鞍山航线，满载进江，压载入海。（1）主尺度总长：121.00m；垂线间长：114.00m；型宽：20.0m；型深：9.00m；设计吃水：6.00m；结构吃水：6.50m；肋距：#10～#155，0.7m、其它区域,0.6m。（2）结构特征测试船船为双底、双舷、单甲板结构、双机双桨推进、球首双尾的节能船型。主船体由7道水密舱壁划分为首尖舱、应急消防泵舱、首压载水舱、第一货船（舷边舱及双层底设压载水舱）、第二货舱（舷边舱及双层

7、底设压载水舱）、轻油舱和重油舱、机舱、尾压载水舱。333实船强度测试3实船强度测试船舶航行总应力由空船基准应力、静态装载应力和航行中的动态应力三部分组成。其中空船基准应力通过理论计算得到，静态装载应力和航行中的动态应力由实船测试得到。（1）测点布置本次实船测试采用电阻应变片，应变片布置在船舯剖面和舱口角域处。根据测试船舶的现场情况，在船舯舱口角域处甲板表面布置一个应变花，1－3号，其中1号是纵向片、2号是斜向片、3号是横向片，见图1和图3（舱口角域测试现场所贴应变片的示意图）；为避开人孔的影响，甲板上表面的4号纵向片布置在船舯85肋位处的；在舷侧空舱的91肋位

8、处，分别在船底板内表面和船底纵骨翼板上