半潜船可拆卸式浮箱连接螺栓强度计算方法研究-论文.pdf

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1、NAVALARCHITECTUREANDOCEANENGINEERING船舶与海洋工程2014年第2期(总第98期)半潜船可拆卸式浮箱连接螺栓强度计算方法研究钟晨，杨青，迟少艳(中国船舶及海洋工程设计研究院，上海200011)摘要：随着半潜船的发展，可拆卸式浮箱的应用越来越广泛。基于水动力计算对船体的运动预报，和有限元结构分析方法，提出当半潜船的可拆卸式浮箱与船体结构之间采用螺栓连接方式时，可以通过预报的运动载荷计算浮箱的最大受力，并通过有限元结构分析计算各个螺栓的分布受力，在此基础上对螺栓强度进行计算。关键词：半潜船；浮箱；连接螺栓中图分类号：U6

2、63．7文献标志码：A文章编号：2095．4069(2014)02．0020．04Abstract：Withthedevelopmentofsemi—submersiblevessels，theapplicationofremovablepontoonsbecomewiderandwider．Basedonshipmotionpredictionfromhydro#namiccomputationandfiniteelementstructuralanalysismethod，thispaperproposesthatwhenthesemi-subm

3、ersiblevessel’Sremovablepontoonandtheshipstructuresareconnectedbybolts，themaximumloadcanbeestimatedaccordingtothepredictedmotions，andtheforcedistributionofeachboltcanbecalculatedthroughfiniteelementanalysis，thentheboltstrengthcanbecalculatedaccordingly．Keywords：semi—submersible

4、；pontoon；connectionbolt0引言半潜船是一种用于船舶、舰艇及应急抢险打捞破损船舶的装载与运输；同时兼顾海上大型钢结构件、导管架、海上石油开采平台等超大件的运输任务的海上特种工程船舶。我国开始研发半潜船型是在20世纪90年代，港口水工作业逐步繁忙，提出了半潜船的需求。随着半潜船的发展，带有浮箱的自航式半潜船逐步成为主流设计。浮箱分为固定式和可拆卸式两类。固定式浮箱结构相对简单，但对装货限制较大。可拆卸式浮箱灵活，适用性广，但是操作麻烦。为使半潜船的运货方式更加灵活，越来越多的船东倾向于将浮箱设计为可拆卸式，便于在装卸超大尺寸货物时获

5、得更大的甲板空间。可拆卸式浮箱分为螺栓连接和焊接两种。目前船级社对浮箱和连接区域的强度校核尚没有明确要求。基于水动力计算和结构有限元分析，以螺栓式连接浮箱为例，对连接强度提出了一种计算方法，可供设计人员和船舶检验机构分析参考。1船体布置采用某型30000t自航式半潜船为计算模型，该船为典型三岛式船型，艏部设置艏楼和生活楼(工作区和生活区)，艉部左右各设置一个可拆式艉浮箱(提供浮力)。为提供更宽敞的作业甲板，采用短艏楼、方型船尾。由于有自航能力，采用流线型船首。其主尺度见表1。艉浮箱布置见图1。艉浮箱螺栓连接方式见图2。表1某型30000t自航式半潜船

6、主尺度m收稿日期：2013-05—02第一作者简介：钟晨，男，工程师，1982年生。毕业于上海交通大学工程力学系，现从事船舶与海洋工程结构设计工作。钟晨，等：半潜船可拆卸式浮箱连接螺栓强度计算方法研究23本算例中选取的螺栓为M64~320，承受拉力的有效面积为56=2680mm，机械性能等级A5—80，即非比例伸长极限拉应力o-02600MPa。螺栓所受拉力为552524N时，最大拉应力为=206MPa，．小于螺栓的极限拉应力，强度符合要求。5结语半潜船的设计建造中，可拆卸式浮箱灵活，适应性广，但连接强度缺乏考核的依据。本文提供了一种螺栓连接式浮箱的

7、连接强度的计算方法，使得螺栓强度校核有了一种可以参考的依据。此方法对采用焊接方式连接的可拆卸式浮箱的连接区域强度计算也有参考价值。由于各分量加速度都取最大值，因此结果可能较为保守。在具体应用中，针对各船的特殊作业方式，还需要考虑专门的校核工况，如有空箱下潜工况的，需要专门计算下潜时浮力作用下对浮箱拉力的影响【4J。【参考文献】【1]DNV．WaveAnalysisbyDifractionandMorisonTheory[M]．SESAMUser’SManual，DetNorskeVeritas，2006[2]DNV．PostprocessorforG

8、eneralResponseStatistics[M]．SESAMUser’SManual，DetNorsk