大型 VLCC 上层建筑整体吊装有限元分析-论文.pdf

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1、第43卷第4期船海工程Vo1．43No．42014年8月SHIP&OCEANENGINEERINGAug．2014DOI：10．3963／j．issn．1671-7953．2014．04．013大型VLCC上层建筑整体吊装有限元分析李永正，周厉之。，姚震球，张玛，黄春晓，黄利平(1．江苏科技大学船舶与海洋工程学院，江苏镇江212003；2．广州广船国际股份有限公司，广州510000)摘要：针对大型船舶上层建筑整体吊装过程中的变形控制问题，以某大型VLCC为研究对象，利用MSC．Nastran有限元软件对其上层建筑结构进行整体

2、吊装强度有限元分析，得到各层结构响应，据此提出结构加强措施，有效降低了结构应力和变形。关键词：有限元；变形控制；上层建筑整体吊装；响应预报中图分类号：U661．43文献标志码：A文章编号：1671-7953(2014)04-0060435上层建筑整体吊装方式使得上层建筑建造的1VLCC上层建筑吊装实例很多工序可以在分段吊装前提前进行。这项工作不仅改善了施工环境还提高了上层建筑的预舾装1．1上层建筑结构形式比例，同时也提高了劳动生产效率、缩短了船舶的如图1所示，本文选用的VLCC上层建筑前建造周期、降低了造船成本。岛共有八层，

3、从上而下分别为：罗经甲板及其下围预舾装程度的提高使得上层建筑整体分段的壁、桥楼甲板及其下围壁、F甲板及其下围壁、E尺寸越来越大，重量越来越大，上层建筑的整体刚甲板及其下围壁、D甲板及其下围壁、C甲板及其度已经逐渐不能满足吊装过程的强度要求。因下围壁、B甲板及其下围壁、A甲板及其下围壁，此，在增加预舾装比例的同时，也要特别关注上层整个上层建前岛总长为16．15nl，宽为60．00ITI、建筑在起吊过程中的应力响应和结构变形，控制高为23．15nl。上层建筑在吊装过程中的最大变形，保障上层建1．2材料及重量、重心分布筑整体吊装的

4、顺利进行。张延昌等¨剖利用有限上层建筑各层甲板均采用横骨架式，采用低元软件MSC．Nastron对某型船舶上层建筑整体吊碳钢建造，材料参数为密度P=7800kg／in、弹性装过程进行了有限元数值模拟，并根据数值模拟模量E：210GPa、泊松比=0．3。上层建筑进行结果给出了有效的结构加强措施。李永正等剖预舾装后数据汇总见表1。根据上层建筑整体吊装有限元数值模拟的特点，表1上层建筑重量、重心表指出了当前运用有限元软件进行上层建筑整体吊装数值模拟时存在的问题，并根据递归的思想提出了更加符合吊装实际情况的边界条件处理方法。本文以某

5、大型VLCC上层建筑为例，利用有限元软件MSC．Patran／Nastran软件根据实际吊装工况进行整体吊装强度有限元分析，并开展结构1．3上层建筑有限元模型加强研究，保障上层建筑整体吊装正常进行。利用MSC．Patran软件对该上层建筑建立三维有限元模型，见图2。有限元模型包括：FR40．FR54的罗经甲板及收稿日期：2014—05—21其下围壁结构，FR37一FR54的桥楼甲板及其下围修回日期：2014—07—02壁结构，FR35一FR54的F甲板及其下围壁结构，基金项目：江苏省基础研究计划(自然科学基金)(BK20l2

6、696)FR35-FR54的E甲板及其下围壁结构，FR35．第一作者简介：李永正(1980一)，男，工学博士，讲师。FR54的D甲板及其下围壁结构，FR35FR54的C研究方向：船舶结构强度甲板及其下围壁结构，FR35一FR54的B甲板及其E·mail：justyzli@163．tom下围壁结构，FR35．FR54的A甲板及其下围壁结60大型VLCC上层建筑整体吊装有限元分析——李永正，周厉之，姚震球，张玛，黄春晓，黄利平【lII【『【ll【lIIIII【区lJlJlJIJlljlJljl』lllllIIIIlIIlllll

7、I＼园西西西西西——_—————————圆——因——园—园园西————————————————1旦园——因—园—固—叵—＼．L西—_西——西——西——西——西——堕西——西————丑—丑——丑—巫L—丑—一。匝西——一『L5IjLjU-】L，3LLLl，I1L，l3l，l5L，l7图1上层建筑结构构。各层甲板与其下围壁采用板单元，各层甲板FR47、FR48的C甲板上布置了12个吊码，在上的纵骨、横梁与其下围壁上的扶强材采用梁单RF51+425、FR52+425的桥楼甲板上布置4个元。将上层建筑划分成79628个单元、5884

8、8个吊码。16个吊码布置在C甲板(桥楼甲板)与其节点。吊排布置在C甲板及罗经甲板左右两边下围壁相交处。图4所示为吊装方案布置的侧视围壁处，其局部有限元模型见图3。图，分别用2台600t龙门吊进行联合吊装，共布置4组钢丝绳进行l6个吊码的起吊。／也J『Jff．I＼／H／／厂．f、。_IJ图2