75000DWT 化學(xué)品/成品油船底部結(jié)構(gòu)砰擊有限元分析及優(yōu)化

雷雪華 羅秋珍 董旭靜

(廣船國際技術(shù)中心)

0 前言

目前船舶船首底部砰擊一般采用共同結(jié)構(gòu)CSRH 規(guī)范校核，通過規(guī)范校核計(jì)算得出砰擊區(qū)域底部實(shí)肋板所要求的規(guī)格尺寸，該厚度通常會(huì)比規(guī)范中的最小厚度的取值偏大。因船舶設(shè)計(jì)建造過程中對(duì)空船重量控制有著較高的要求，若砰擊區(qū)域采用較大的板厚和結(jié)構(gòu)尺寸將會(huì)導(dǎo)致船體結(jié)構(gòu)重量的增加。在滿足對(duì)砰擊要求的前提下，以減輕整船空船重量為目標(biāo)，優(yōu)化船體底部結(jié)構(gòu)的實(shí)肋板設(shè)計(jì)。本文通過MSC PATRAN 有限元軟件，根據(jù)75000DWT 化學(xué)品/成品油船船艏底部砰擊的載荷情況采取有限元的方式進(jìn)行簡化模擬，保證滿足CSRH規(guī)范要求的前提，也減輕了船舶的結(jié)構(gòu)重量。

1 規(guī)范對(duì)砰擊計(jì)算的要求

根據(jù)規(guī)范要求，為抵抗船底砰擊壓力，在船底砰擊區(qū)域內(nèi)，當(dāng)所有壓載艙滿艙或任一液艙為空艙，并且船舶最小首吃水小于0.045L 的情況下，船底前端應(yīng)進(jìn)行額外的加強(qiáng)。加強(qiáng)范圍為艏垂線向后0.3L的船底平坦區(qū)域及從基線起500mm高度范圍內(nèi)相連接的板和骨材。為了保持縱向和/或橫向強(qiáng)度的連續(xù)性，船底砰擊加強(qiáng)區(qū)域以外的結(jié)構(gòu)尺度采用逐漸過渡的方式。

首部區(qū)域所受的外部砰擊壓力PSL的設(shè)定根據(jù)以下兩種工況：

其余參數(shù)見CSRH 規(guī)范2016 第9 篇第1 部分第4 章第5 節(jié)3.2 底部砰擊壓力。

1.1 主要支撐構(gòu)件的船底砰擊載荷區(qū)域

規(guī)范中規(guī)定的構(gòu)件尺度是基于砰擊壓力在船體外板理想?yún)^(qū)域的應(yīng)用，砰擊載荷區(qū)域ASL，單位m2為：

計(jì)算時(shí)，將砰擊載荷按正方形的方式作用在外板上進(jìn)行受力分析。……