ansys workbench在船舶舱段有限元分析中的应用

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1、ANSYSWorkbench在船舶舱段有限元分析中的应用本文使用ANSYSWorkbendJ,~某油船舱段进行了有限元分析Data等对复杂变载荷进行计算和施加。口青岛远洋船员职业学院贫亚杰口大连海事大学商庆彬船舶舱段有限元分析中牵涉到许多变载荷，比如静水压力、油舱内静压力和波浪力等。这些载荷大都以压强(Pressure)的万式出现。对于沿坐标万向线性变化的变载荷，可以直接在静力分析(StaticStructura1)中采用Tabular和Function两种万式施加，对于牵涉到多个坐标变量的复杂可变载荷，则可以采

2、用ExternalData这个外部工具导八。本又以油船舱段为例介绍变载荷的施加万法。图i船舶舱段模型一、建立模型并划分网格本又按照1O?s吨油船的基本结构图，根据《钢制海船八级规范》(以下简称规范)的要求，选择平行中体部分的舱段，采用概念建模(Concept)的万法建互了船舶舱段模型。船体板和桁材简化为壳体(SurfaceBody)，船体骨架简化为线体(LineBody)，瑚正向指向船首，轴正向图2有限元网格指向左舷，z轴正向指向上万，坐标原点位于舱段的个端二、施加载荷和边界条件面、中纵剖面和船底的交点处，如图1

3、所示。图中隐藏了端船舶结构有限元分析般可以参考相应的规范建模和部的些板，以便看清双层结构中的骨架。建模详细过程可计算，本又按照规范4na~@尺寸等，以中拱状态为例计算了参考《ANSYSWorkbench全船结构有限元分析新流程》。新版船舶载荷，其中变载荷有如下几项。本的ANSYSWorkbench支持SurfaceBody{~LineBody的Joint，静水压力：Pg((KPa)。所以在新版本的ANSYSWorkbench中建模不必考虑建模的先后油舱内静压力：p／-Pg(2．5+)(KPa)。顺序，只要保证添加

4、的LineBody位置准确即可。水线面以下波浪动压力：图2为划分好的网格，船舶的平行中体部分为较规则的尸≈9．618+i．2xz+131(KPa)。几何体，网格划分并不困难。舱段为纵骨架式，相邻纵骨z水线面以上波浪动压力：尸≈205．22—10xz(KPa)。问的网格数量约为3～4个。式中，P为海水密度，g为重力加速度，为船舶吃96仿真水，计算点距离中纵剖面的距离，为计算点距离基线的中蓝色万框所示。输八完后点击任意区域，就得到图6所示距离，为计算点距离液面的垂直距离。的波浪动压力z向分量。还可以在图5中的下拉菜单

5、中选择ANSYSWorkbench中的SurfaceBody是个没有厚度的Tabular选项，然后在IndependentVariable后面的黑色三角壳，有正面和反面z分，施加压强时默认万向是从正面指上单击，选择下拉菜单中的Y，然后在窗口右下角的Tabular向反面。当静水压力和油舱内静压力作用万向与面的正万白爱基一D～a～Bta中坐标值和压强值得到波浪动压力的j／向分量，如图7向致时，可以直接在StaticStructural中添加HvCr0st扯]c_斤示Pressure，选择载荷作用的面，输八液体密度、重

6、力加速度和自由液面坐标即可，如图3中蓝色万框所示。当静水压力和油舱内静压力作用万向与面的正万向不致时，可以返回建模模块(Geometry)中将面的万向翻转，也可以采用bu]ar和Function两种万式施加变载荷，自定义压力的值，后者在需要分析多种载况的大型计算中可以节省很多时间，因为大型计算时模型导八和网格划分都需要很长时间。HydrostaticPucoordinate咖mGlobalCoordinatesy~emSuppmsedNo日FluidDensitykc，mH州r0ac^“tb日波6图嚏，一0、De

7、fineByComponentsX~omponent0rVComponent0rn，I1薰zcopoint，且止I垠Fr5uHen∞动xCa0rdinate0m压打v(口口rdna0m的z向La~tionClicktoChan0分图3添加静水压力量图4为根据规范中的LC2载况(有个油舱为空，相邻rS~opingMethod油舱全满)，按照上述万法添加的静水压力，包括舷外静水压力和油舱内静压力。互互五叵：五土Suppres~dNo钳图7添加波垠动压力的向分量其实船舶在中拱或中垂状态下，自由液面不是个水图4静水压力平

8、面，而是弯曲的，所以静水压力应该同时和轴与z轴有波浪动压力是线性的，跟y和z有关。但在StatiC关，如图8所示。下面详细介绍下施加这种载荷的万法。Structural中，只支持个变量的变载荷输八，所以水线(1)根据模型尺寸，分别将模型沿、j／、z万向的坐面以下波浪动压力必须拆分为包含z和包含j／的两个动压标等分为2O份，舭部是圆弧形的，等分为1O份，在Excel表力分量