耙吸式挖泥船的泥舱晃荡载荷及其效应分析.pdf

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1、耙吸式挖泥船的泥舱晃荡载荷及其效应分析王浩钦吴剑国(浙江-i-业大学建筑q-程学院杭州310014)[摘要]耙吸挖泥船具有泥舱长且宽、泥浆密度大等特点，存在泥浆晃荡现象。文章参照BV规范，对17000m3耙吸挖泥船的晃荡载荷特性以及晃荡工况与常规工况下泥舱结构的应力进行分析和对比，发现在特定情况下泥浆晃荡将使主甲板及横舱壁的最大应力增大200％左右，并使内壳及强框架等的应力增大15％～50％，从而对船体结构产生较大影响。[关键词]晃荡；耙吸式挖泥船；泥舱；BV规范[中图分类号]U661．43[文献标志码]A[文章编号]1001—9855(2016)01—0059—05S

2、loshingloadofmudtankontrialsuctiondredgeranditsefectWANGHao··qinWUJian-—guo(CollegeofArchitectural&CivilEngineering，ZhejiangUniversityofTechnology,Hangzhou310014，China)Abstract：Thesloshingphenomenonoccursinthetrailingsuctiondredgerwhichhasalongandwidemudtankfilledwithlargedensityofmud．Th

3、ispaperanalyzesthesloshingloadcharacteristicsofa17000m3trailingsuctiondredgerreferringtotheBVrules．andcomparesthestressofthemudtankstructurebetweenthesloshingloadconditionandconventionalloadcondition．Itisfoundthatthemaximumstressofthemaindeckandthetransversebulkheadisincreasedbyabout200％

4、．whilethestressoftheinnerhullandstrongflameisincreasedby15％一50％duetothesloshingofmud．Therefore，themudsloshinghasthesignificantimpactonthehullstructure．Keywords：sloshing；trailingsuctiondredger；mudtank；BVrules引言晃荡问题是典型的流固耦合问题，是一种非常复杂的流体运动现象，具有高度的非线性和随一般来说，装载具有流性物质的船舶在航行过机性J。影响液舱晃荡的因素有很多，如外

5、界的程中均可能产生晃荡¨Io在某些条件下，晃荡引激励频率、舱室的几何形状及尺寸、内部构件、液起的冲击载荷是很大的，晃荡载荷对结构的影响不体充装高度、液体属性等。当液舱形状确定时，舱容忽视，比如VLCC、LNG、LPG等液货船的设计内流体的共振频率主要取决于舱内的载液深度。液已考虑液舱晃荡载荷的作用。耙吸挖泥船是一种从舱在外界激励下通常会产生四种不同的晃荡波，即事航道疏浚的船型，具有泥舱长而宽、泥浆密度大驻波、行波、水跃及三者的组合。等特点，因此，泥浆晃荡载荷及其对挖泥船结构产液舱晃荡的研究方法，不外乎理论分析、数值生影响是业界关心的问题。计算和实验研究三类j。目前国内外

6、均有计算晃[基金项目]浙江省重夫科技专项社会发展项目：l7000立方耙吸式工程船设计建造关键技术研究(编眵：2013C03032)。[收稿日期]2015—06—25；[修回日期]2015—11-02[作者简介]王浩钦(1990一)，男，硕士，研究方向：船舶结构设计。一吴剑国(1963一)，男，教授，研究方向：船舶结构设计。一—／／一／／／一—～～——⋯一—～—————一—————～～～—／———～～～-、—～～～～一一一一i___59～～—～一一一——荡载荷的相关规范，CCS的《液舱晃荡载荷及构件尺寸评估指南》晃荡载荷分成三种水平的晃荡力，其中水平l和水平2的晃荡力根据

7、公式计算，而水平3晃荡力需要建模计算j，而BV的《钢质海船人级规范》

8、5将晃荡载荷分成四种不同性质的力，力学概念较为清楚，并给出相应计算公式而无需建模计算，应用较为方便，故本文参考BV规范对晃荡载荷进行分析。本文以一艘17000m耙吸式挖泥船为例，研究y晃荡载荷的特性以及泥舱晃荡对船体结构的影响。图117000133耙吸式挖泥船中横剖面1计算模型本文选取该船FR52至FR177范围内的船体进行泥舱段有限元强度计算及分析，结构尺寸采用船舶建造厚度，外板、强框架、纵桁、舱壁采用4节点板壳单元模拟，骨材和面板上的加强筋用梁单元模拟，主尺度如表l