CH4-2-4.4工况与载荷组合-20140319

1、 4.4 工况与载荷组合工况与载荷组合 4.4.1 装载装载 2. 油船油船: 按吃水、装载模式按吃水、装载模式 ,SCSCSCSCSCSCSCT0.9T, 0.7T0.65T, 0.6T0.33T0.25T,1. 需要考虑的装载工况需要考虑的装载工况 离港状态、到港状态、部分填满的压载舱状态、海上离港状态、到港状态、部分填满的压载舱状态、海上航行工况航行工况 、港内和遮蔽水工况。、港内和遮蔽水工况。直接分析的设计装载工况如下表：直接分析的设计装载工况如下表：1.1.船中货舱区域有两道纵舱壁油船有限元分析的载荷组合船中货舱区域有两道纵舱壁油船有限元分析的载荷组合No.No.Loading pa

2、tternLoading patternStill water loadsStill water loadsDynamic load casesDynamic load casesDraughtDraught(1)(1)% of % of perm. perm. SWBMSWBM(2)(2)% of % of perm. perm. SWSFSWSF(2)(2)Midship cargo regionMidship cargo regionSeagoing conditionsSeagoing conditionsA1A10.90.9T TSCSC100%100%(sagging)(saggi

3、ng)See note 3See note 3HSM-1HSM-1FSM-1FSM-1BSP-1PBSP-1POST-1POST-1P100%100%(hogging)(hogging)100%100%(-ve fwd)(-ve fwd)See note 4See note 4HSM-2HSM-2FSM-2FSM-2BSR-1PBSR-1PBSR-2PBSR-2PBSP-1PBSP-1POST-2POST-2PA2A20.90.9T TSCSC100%100%(sagging)(sagging)See note 3See note 3HSM-1HSM-1HSA-1HSA-1FSM-1FSM-1

4、BSR-1PBSR-1PBSR-2PBSR-2PBSP-1PBSP-1POST-1POST-1POSA-2POSA-2P100%100%(hogging)(hogging)100%100%(-ve fwd)(-ve fwd)See note 4See note 4HSM-2HSM-2FSM-2FSM-2BSR-1PBSR-1PBSR-2PBSR-2PBSP-1PBSP-1PBSP-2PBSP-2POST-1POST-1POST-2POST-2POSA-2POSA-2PA3A30.650.65T TSCSC100%100%(hogging)(hogging)100%100%(-ve fwd)(-

5、ve fwd)See note 5See note 5HSM-2HSM-2FSM-2FSM-2/ / /100%100%(-ve fwd)(-ve fwd)See note 4See note 4/ /BSR-1PBSR-1PBSR-2PBSR-2PBSP-1PBSP-1POST-1POST-1POST-2POST-2POSA-2POSA-2PA4A40.60.6T TSCSC100%100%(sagging)(sagging)100%100%(+ve fwd)(+ve fwd)See note 4See note 4HSM-1HSM-1FSM-1FSM-1BSR-1PBSR-1PBSP-1P

6、BSP-1POST-1POST-1POSA-2POSA-2PA5A50.650.65T TSCSC100%100%(sagging)(sagging)100%100%(+ve fwd)(+ve fwd)See note See note 5 5HSM-1HSM-1HSA-1HSA-1FSM-1FSM-1/ / /100%100%(+ve fwd)(+ve fwd)See note See note 4 4/ /BSR-1PBSR-1PBSP-1PBSP-1POSA-2POSA-2PA6A60.60.6T TSCSC100%100%(hogging)(hogging)100%100%(-ve f

7、wd)(-ve fwd)See note See note 4 4HSM-2HSM-2HSA-1HSA-1BSR-1PBSR-1PBSR-2PBSR-2PBSP-1PBSP-1POSA-2POSA-2PA7A7(6)(6)T TLCLC100%100%(hogging)(hogging)100%100%(-ve fwd)(-ve fwd)See note See note 4 4HSM-2HSM-2HSA-1HSA-1BSR-1PBSR-1PBSR-1SBSR-1SBSP-1PBSP-1PBSP-1SBSP-1SOST-1POST-1POST-1SOST-1SOSA-2POSA-2POSA-2

8、SOSA-2SA8A8(6)(6)T TBAL-EMBAL-EM100%100%(sagging)(sagging)100%100%(+ve fwd)(+ve fwd)See note See note 4 4HSM-1HSM-1FSM-1FSM-1BSR-1PBSR-1PBSR-2PBSR-2PBSP-1PBSP-1POSA-2POSA-2PHarbour and testing conditionsHarbour and testing conditionsA9A90.250.25T TSCSC100%100%(sagging)(sagging)100%100%(+ve fwd)(+ve

9、fwd)See note See note 4 4/ /A10A100.250.25T TSCSC100%100%(sagging)(sagging)100%100%(+ve fwd)(+ve fwd)See note See note 4 4/ /A11A110.60.6T TSCSC100%100%(sagging)(sagging)100%100%(+ve fwd)(+ve fwd)See note See note 5 5/ /A12A12(7)(7)0.330.33T TSCSCSee note See note 7 7See note See note 7 7/ /A13A130.

10、70.7T TSCSC100%100%(hogging)(hogging)100%100%(-ve fwd)(-ve fwd)See note See note 5 5/ /A14A14T TSCSC100%100%(hogging)(hogging)100%100%(-ve fwd)(-ve fwd)See note See note 4 4/ /1.1.船中货舱区域有一道纵舱壁油船有限元分析的载荷组合船中货舱区域有一道纵舱壁油船有限元分析的载荷组合No.No.Loading patternLoading patternStill water loadsStill water loadsDy

11、namic load casesDynamic load casesDraughtDraught(1)(1)% of perm % of perm SWBMSWBM(2)(2)% of Perm. % of Perm. SWSFSWSF(2)(2)Midship cargo regionMidship cargo regionSeagoing conditionsSeagoing conditionsB1B10.90.9T TSCSC100%100%(sagging)(sagging)See note 3See note 3HSM-1HSM-1HSA-1HSA-1FSM-1FSM-1BSR-1

12、PBSR-1PBSR-1S BSR-1S BSP-1PBSP-1PBSP-1SBSP-1SOST-1POST-1POST-1SOST-1SOSA-1POSA-1POSA-2POSA-2POSA-1SOSA-1SOSA-2SOSA-2S100%100%(hogging)(hogging)100%100%(-ve fwd)(-ve fwd)See note 4See note 4HSM-2HSM-2FSM-2FSM-2BSR-1PBSR-1PBSR-1SBSR-1SBSP-1PBSP-1PBSP-1SBSP-1SOST-2POST-2POST-2SOST-2SOSA-2POSA-2POSA-2SO

13、SA-2SB2B2(6)(6)0.90.9T TSCSC100%100%(sagging)(sagging)See note 3See note 3HSM-1HSM-1HSA-1HSA-1FSM-1FSM-1BSR-1PBSR-1PBSR-1SBSR-1SBSP-1PBSP-1PBSP-1SBSP-1SOST-1POST-1POST-1SOST-1SOSA-1POSA-1POSA-1SOSA-1SOSA-2POSA-2POSA-2SOSA-2S100%100%(hogging)(hogging)100%100%(-ve fwd)(-ve fwd)See note 4See note 4HSM-

14、2HSM-2FSM-2FSM-2BSR-1PBSR-1PBSR-1SBSR-1SBSP-1PBSP-1PBSP-1SBSP-1SOST-2POST-2POST-2SOST-2SOSA-2POSA-2POSA-2SOSA-2SB3B30.90.9T TSCSC100%100%(hogging)(hogging)100%100%(-ve fwd)(-ve fwd)HSM-2HSM-2FSM-2FSM-2/ / /100%100%(-ve fwd)(-ve fwd)/ /BSR-1PBSR-1PBSR-1SBSR-1SBSP-1PBSP-1PBSP-1SBSP-1SOST-2POST-2POST-2

15、SOST-2SB4B40.60.6T TSCSC100%100%(sagging)(sagging)75%75%(+ve fwd)(+ve fwd)See note 4See note 4HSM-1HSM-1FSM-1FSM-1FSM-2FSM-2BSR-1PBSR-1PBSR-1SBSR-1SBSP-1PBSP-1PBSP-1SBSP-1SOSA-2POSA-2POSA-2SOSA-2SB5B5(6)(6)0.60.6T TSCSC100%100%(sagging)(sagging)75%75%(+ve fwd)(+ve fwd)See note 4See note 4HSM-1HSM-1F

16、SM-1FSM-1FSM-2FSM-2BSR-1PBSR-1PBSR-1SBSR-1SBSP-1PBSP-1PBSP-1SBSP-1SOSA-2POSA-2POSA-2SOSA-2SB6B60.60.6T TSCSC100%100%(sagging)(sagging)100%100%(+ve fwd)(+ve fwd)See note 5See note 5HSM-1HSM-1FSM-1FSM-1FSM-2FSM-2/ / /100%100%(+ve fwd)(+ve fwd)See note 4See note 4/ /BSR-1PBSR-1PBSR-1SBSR-1SBSP-1PBSP-1P

17、BSP-1SBSP-1SOSA-2SOSA-2SB7B7(7)(7)T TBAL-EMBAL-EM100%100%(sagging)(sagging)100%100%(+ve fwd)(+ve fwd)See note 4See note 4HSM-1HSM-1HSA-1HSA-1FSM-1FSM-1under under developmedevelopmentntunder under developmedevelopmentntunder under developmedevelopmentntHarbour and testing conditionsHarbour and testi

18、ng conditionsB8B80.330.33T TSCSC100%100%(sagging)(sagging)100%100%(+ve fwd)(+ve fwd)See note 5See note 5/ /B9B90.330.33T TSCSC100%100%(sagging)(sagging)75%75%(+ve fwd)(+ve fwd)See note 4See note 4/ /B10B10(6)(6)0.330.33T TSCSC100%100%(sagging)(sagging)75%75%(+ve fwd)(+ve fwd)See note 4See note 4/ /B

19、11B11T TSCSC100%100%(hogging)(hogging)100%100%(-ve fwd)(-ve fwd)See note 5See note 5/ /其他情况，其他情况， 船中货舱区域外有两道船中货舱区域外有两道一道纵舱壁油船有限元分析的载荷组合一道纵舱壁油船有限元分析的载荷组合 重压载）( (SCSSSHBT, 0.75T , 0.67T , 0.83T , T3. 散货船：按吃水散货船：按吃水1）Applicable general loading patterns 一般工况：一般工况：2）Multiport conditions3）Alternate condit

20、ions 仅适用于仅适用于BCA的附加工况：的附加工况：4）Heavy ballast condition 仅适用于压载货舱的附加工况：仅适用于压载货舱的附加工况：5）Additional harbour conditions 遮蔽工况应用于所有类型的散货船：遮蔽工况应用于所有类型的散货船：1.1.BC-ABC-A型散货船隔舱装载船中区域有限元分析的载荷组合型散货船隔舱装载船中区域有限元分析的载荷组合N No oDescripDescriptiontion(a)(a)Loading pattern Loading pattern Aft Mid ForeAft Mid ForeDrauDrau

21、ghtght% of perm. % of perm. SWBMSWBM(15)(15)% of % of perm. perm. SWSFSWSF(16)(16)Dynamic load Dynamic load casecase(18)(18)RemarksRemarks(see (see below)below)Seagoing conditionsSeagoing conditions1 1Full Full loadload4.1.34.1.3T TSCSC50% 50% (sagging)(sagging)BSP-1P, OST-1PBSP-1P, OST-1P(1)(2)(1)(

22、2)2 2Full Full loadload4.2.1.4.2.1.a)a)T TSCSC50% 50% (sagging)(sagging)BSP-1P, OST-1PBSP-1P, OST-1P(1)(3)(1)(3)3 3Slack Slack loadload4.2.1.4.2.1.b)b)T TSCSC0%0%BSP-1PBSP-1P(3)(3)4 4Slack Slack loadload4.2.1.4.2.1.b)b)T TSCSC0%0%BSP-1PBSP-1P(3)(3)MHMHMFullMFullMFullMFullMFull50%MHMFull50%MHHullMFul

23、l5 5Deepest Deepest ballastballast4.2.1.c)4.2.1.c)T THBHB100% 100% (hogging)(hogging)FSM-2, BSR-1P, FSM-2, BSR-1P, OST-2POST-2P(4)(5)(4)(5)100% 100% (sagging)(sagging)BSR-1P, BSP-1P, BSR-1P, BSP-1P, OST-1POST-1P6 6Multiport Multiport -3-34.2.2.a)4.2.2.a)0.670.67T TSCSC100% 100% (sagging)(sagging)HSM

24、-1, FSM-1, HSM-1, FSM-1, OST-1POST-1P(3)(6)(3)(6)7 7Multiport Multiport -3-34.2.2.c)4.2.2.c)0.670.67T TSCSC100% 100% (sagging)(sagging)HSM-1, FSM-1, HSM-1, FSM-1, OST-1POST-1P(3)(6)(3)(6)8 8Multiport Multiport -4-44.2.2.d)4.2.2.d)0.750.75T TSCSC100% 100% (hogging)(hogging)FSM-2, HSM-2, FSM-2, HSM-2,

25、 BSR-1P, OST-2PBSR-1P, OST-2P(3)(6)(3)(6)100% 100% (sagging)(sagging)BSR-1P, BSP-1P, BSR-1P, BSP-1P, OST-1POST-1P9 9Multiport Multiport -4-44.2.2.d)4.2.2.d)0.750.75T TSCSC100% 100% (hogging)(hogging)FSM-2, HSM-2, FSM-2, HSM-2, BSR-1P, OST-2PBSR-1P, OST-2P(3)(6)(3)(6)100% 100% (sagging)(sagging)BSR-1

26、P, BSP-1P, BSR-1P, BSP-1P, OST-1POST-1PMFullMFullMFullMFullMFullMFull1 10 0Alternate Alternate load load partialpartial4.2.3.a)4.2.3.a)T TSCSC100% 100% (hogging)(hogging)100%100%(17)(17)(-ve fwd)(-ve fwd)FSM-2, HSM-2FSM-2, HSM-2(2)(2)100% 100% (hogging)(hogging)OST-2POST-2P0%0%BSP-1P, OST-1PBSP-1P,

27、OST-1P1 11 1Alternate Alternate load fullload full4.2.3.a)4.2.3.a)T TSCSC100% 100% (hogging)(hogging)100%100%(17)(17)(-ve fwd)(-ve fwd)FSM-2, HSM-2FSM-2, HSM-2100% 100% (hogging)(hogging)OST-2POST-2P0%0%BSP-1P, OST-1PBSP-1P, OST-1P1 12 2Alt-block Alt-block loadload4.2.3.d)4.2.3.d)T TSCSC100% 100% (h

28、ogging)(hogging)FSM-2, HSM-2, FSM-2, HSM-2, OST-2POST-2P(2)(7)(8)(9)(2)(7)(8)(9)100% 100% (sagging)(sagging)HSM-1, BSP-1P, HSM-1, BSP-1P, OST-1POST-1P1 13 3Alt-block Alt-block loadload4.2.3.d)4.2.3.d)T TSCSC100% 100% (hogging)(hogging)FSM-2, HSM-2, FSM-2, HSM-2, OST-2POST-2P(2)(7)(8)(9)(2)(7)(8)(9)1

29、00% 100% (sagging)(sagging)HSM-1, BSP-1P, HSM-1, BSP-1P, OST-1POST-1P1 14 4Heavy Heavy ballastballast4.2.44.2.4T THB(min)HB(min)0%0%BSR-1P, OST-2PBSR-1P, OST-2P(10)(11)(10)(11)100% 100% (sagging)(sagging)100%100%(17)(17)(+ve fwd)(+ve fwd)HSM-1, FSM-1HSM-1, FSM-1100% 100% (sagging)(sagging)BSR-1P, OS

30、T-1PBSR-1P, OST-1P(10)(11)(10)(11)1 15 5Heavy Heavy ballastballast4.2.44.2.4T THB(min)HB(min)0%0%BSR-1PBSR-1P(10)(11)(12)(10)(11)(12)100% 100% (sagging)(sagging)BSR-1PBSR-1PMHD+0.1MHMHD+0.1MHMHD+0.1MHMHD+0.1MHMBLK+0.1MHMBLK+0.1MHMBLK+0.1MHMBLK+0.1MH4. 4. 直接强度评估装载工况汇总直接强度评估装载工况汇总船中区域强船中区域强度评估度评估一道纵舱一

31、道纵舱壁壁两道纵舱两道纵舱壁壁航行状态航行状态7个个在港状态在港状态4个个航行状态航行状态8个个在港状态在港状态6个个非船中区域非船中区域强度评估强度评估一道纵舱一道纵舱壁壁两道纵舱两道纵舱壁壁航行状态航行状态7个个在港状态在港状态4个个航行状态航行状态8个个在港状态在港状态6个个油船油船船中区域船中区域强度评估强度评估BC-A型散货船隔舱型散货船隔舱装载中间舱空装载中间舱空BC-B和和BC-C型散型散货船货船航行状态航行状态15个个在港状态在港状态2个个航行状态航行状态11个个在港状态在港状态4个个非船中区非船中区域强度评域强度评估估BC-A型散货船隔舱型散货船隔舱装载中间舱空装载中间舱空航

32、行状态航行状态13个个在港状态在港状态2个个散货船散货船BC-A型散货船隔舱型散货船隔舱装载中间舱装装载中间舱装航行状态航行状态15个个在港状态在港状态4个个BC-B和和BC-C型散型散货船货船航行状态航行状态9个个在港状态在港状态4个个BC-A型散货船隔舱型散货船隔舱装载中间舱装装载中间舱装航行状态航行状态13个个在港状态在港状态5个个 最尾货舱最尾货舱强度评估强度评估BC-A型散货船隔舱型散货船隔舱装载中间舱装装载中间舱装BC-B和和BC-C型散货型散货船船航行状态航行状态11个个在港状态在港状态3个个航行状态航行状态8个个在港状态在港状态3个个最艏货舱最艏货舱强度评估强度评估BC-A型散

33、货船隔舱型散货船隔舱装载中间舱装装载中间舱装航行状态航行状态11个个在港状态在港状态3个个散货船散货船BC-B和和BC-C型散货型散货船船航行状态航行状态8个个在港状态在港状态3个个4.4.2 载荷组合工况载荷组合工况1） 动态载荷法动态载荷法-等效设计波法等效设计波法( EDW )的规范化的规范化 与主要载荷分量长期响应值等效的规则波。与主要载荷分量长期响应值等效的规则波。 设计波的状态定义见下表。设计波的状态定义见下表。 2 2）动态载荷状态）动态载荷状态 HSM迎浪时船中部垂向波浪弯矩达到最小或最大值时的等效设计波迎浪时船中部垂向波浪弯矩达到最小或最大值时的等效设计波HSA迎浪时船首垂线

34、处的垂向加速度达到最小或最大值时的等效设计波迎浪时船首垂线处的垂向加速度达到最小或最大值时的等效设计波FSM随浪时船中部的垂向波浪弯矩达到最小或最大值时的等效设计波随浪时船中部的垂向波浪弯矩达到最小或最大值时的等效设计波BSR横浪时船横摇运动达到最小或最大值时的等效设计波横浪时船横摇运动达到最小或最大值时的等效设计波BSP横浪时船中水线处水动压力达到最小或最大时的等效设计波横浪时船中水线处水动压力达到最小或最大时的等效设计波OST斜浪时船在斜浪时船在0.25L处的扭矩达到最小或最大时的等效设计波处的扭矩达到最小或最大时的等效设计波OSA斜浪时船纵摇加速度达到最小或最大值时的等效设计波斜浪时船纵

35、摇加速度达到最小或最大值时的等效设计波3) 动态载荷规范化组合参数，见附录动态载荷规范化组合参数，见附录4) 完全直接设计波法完全直接设计波法 与以上规范化设计波相对与以上规范化设计波相对 直接设计波法特点：直接设计波法特点： （a）全船模型；）全船模型； （b）载荷直接计算，输出并施加压力场；）载荷直接计算，输出并施加压力场； （c）配套的强度标准。）配套的强度标准。 4.5 HCSR直接计算强度评估过程要点直接计算强度评估过程要点4.5.1 4.5.1 结构尺寸（按规范要求腐蚀余量扣除）结构尺寸（按规范要求腐蚀余量扣除）_12offas builtvoladdccccrestttttttt

36、4.5.2 货舱结构强度分析货舱结构强度分析1) 结构建模（三舱段）结构建模（三舱段）2) 2) 边界条件边界条件 端部的刚性连接端部的刚性连接 点约束点约束 端部梁端部梁 3) 船体梁载荷目标值船体梁载荷目标值(主要载荷参数主要载荷参数)船体梁垂向目标弯矩船体梁垂向目标弯矩船体梁载荷船体梁载荷船体梁目标剪力船体梁目标剪力船体梁水平目标弯矩船体梁水平目标弯矩船体梁目标扭矩船体梁目标扭矩4）船体梁载荷的调整船体梁载荷的调整a a、纵向不平衡力调整、纵向不平衡力调整 HCSRHCSR边界条件边界条件x x方向约束施加于内底板一节点，须方向约束施加于内底板一节点，须平衡纵向总合力平衡纵向总合力; ;

37、b b、剪力跨零调整、剪力跨零调整 对于给定的载荷工况，船体梁垂向和水平弯矩在舱对于给定的载荷工况，船体梁垂向和水平弯矩在舱段中心点要达到目标值，这就需要垂向和水平船体梁段中心点要达到目标值，这就需要垂向和水平船体梁剪力分布交叉在货舱中的零中心。剪力分布交叉在货舱中的零中心。c c、剪力目标值修正、剪力目标值修正 在中间舱段有限元模型前段和后端横舱壁处需要进在中间舱段有限元模型前段和后端横舱壁处需要进行剪力调整，船体梁剪力作用的目标位置在舱段有限元行剪力调整，船体梁剪力作用的目标位置在舱段有限元模型中部的横舱壁上，调整后的船体梁弯矩不应超过目模型中部的横舱壁上，调整后的船体梁弯矩不应超过目标船

38、体梁剪力。标船体梁剪力。 HCSRCSR-BCCSR-OT目标位置目标位置前和后舱壁前和后舱壁前或后舱壁前或后舱壁前和后舱壁前和后舱壁调整方法调整方法强框架节点力强框架节点力端部弯矩端部弯矩强框架节点力强框架节点力节点力计算节点力计算剪流理论剪流理论-系数分配法系数分配法哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨工程大学船舶工程学院d d、弯矩调整、弯矩调整 船体梁弯矩的目标位置在有限元模型中部货舱的船体梁弯矩的目标位置在有限元模型中部货舱的中心，如果最大弯矩值不在货舱中心，调整后的最大中心，如果最大弯矩值不在货舱中心，调整后的最大弯矩应该位于中部货舱内部并且不应该超过目标目标弯矩应该位于中部货舱内部并

39、且不应该超过目标目标船体梁弯矩。船体梁弯矩。 HCSRCSR-BCCSR-OT目标位置目标位置Max/min舱中舱中舱中舱中调整方法调整方法端部节点力端部节点力端部修正弯矩端部修正弯矩端部修正弯矩端部修正弯矩节点力计算节点力计算等效弯矩公式等效弯矩公式-e e、扭矩调整、扭矩调整 船体梁扭矩的目标位置在有限元模型中部舱段前面船体梁扭矩的目标位置在有限元模型中部舱段前面舱壁处，调整后的扭矩值不应该超过船体梁扭矩规范值，舱壁处，调整后的扭矩值不应该超过船体梁扭矩规范值，调整的调整的 值需要施加在后面剖面的独立点上。有限值需要施加在后面剖面的独立点上。有限元模型中部舱段的前面舱壁被看作目标位置，然而

40、，如元模型中部舱段的前面舱壁被看作目标位置，然而，如果调整后的最大扭矩值超过了船体梁扭矩规范值，它应果调整后的最大扭矩值超过了船体梁扭矩规范值，它应减小到目标值。减小到目标值。T endM4.6 强度标准强度标准4.6.1 应力成分应力成分 1） 坐标系坐标系 相当应力相当应力( ) （第四强度理论）（第四强度理论） 应力强度应力强度 （第三强度理论）（第三强度理论） ， ， 为主应力为主应力xyzxyxzyz , , , , , von-Mises222xyvmxyxy = + - + 3I122331 = max - - -，123 2）提取应力部位）提取应力部位 按需要按需要 板：板：

41、骨材：骨材：tab 应用例子：应用例子：1s0.38 军规：军规：总体纵向应力总体纵向应力 大板架上下翼板大板架上下翼板 纵骨上下翼板纵骨上下翼板 板上下表面板上下表面12s + 0.46 123s + + 0.46 1234s + + + 0.46 膜元和杆元膜元和杆元 粗网格粗网格 膜元和杆元膜元和杆元 较细网格较细网格 舱段，局部应力舱段，局部应力 梁元（板梁元（板 带板）带板） 梁元、板壳单元梁元、板壳单元应力成份与单元类型应力成份与单元类型1 2 12 + 123 + + 1234 + + + 4.6.2 屈服强度标准屈服强度标准1）定义屈服利用因子）定义屈服利用因子 对于板单元：对

42、于板单元： 对于杆单元：对于杆单元： ：材料因子：材料因子 ：基于板单元中心处得到的：基于板单元中心处得到的von Mises应力，应力， ：杆单元的轴向应力杆单元的轴向应力,vmvmyyk =235R235axialaxialyykRykvmaxial2/Nmm2/Nmm2yR = 235 / k (N / mm )2）屈服强度衡准）屈服强度衡准 4.6.3 4.6.3 局部细网格结构强度分析局部细网格结构强度分析强制细强制细化区域化区域细网格分细网格分析析筛选细筛选细化区域化区域双舷侧船舶的底边舱折角双舷侧船舶的底边舱折角舷侧肋骨端部肘板和单舷侧散货船的底边舱下折角舷侧肋骨端部肘板和单舷侧

43、散货船的底边舱下折角大开口大开口甲板和双层底纵骨与横舱壁的连接处甲板和双层底纵骨与横舱壁的连接处槽形舱壁与相邻结构的连接处槽形舱壁与相邻结构的连接处货舱区筛选区域货舱区筛选区域船中货舱区域以外船中货舱区域以外1) 1) 筛选因子和许用筛选因子筛选因子和许用筛选因子2) 2) 细化模型建模要求细化模型建模要求 细化网格区域的网格尺寸应不大于细化网格区域的网格尺寸应不大于50mm x 50mm50mm x 50mm，校核区，校核区域的所有方向应不少于域的所有方向应不少于1010个单元。个单元。 细化网格区域内的所有板材应以壳单元表示，网格密度细化网格区域内的所有板材应以壳单元表示，网格密度的过渡应

44、保持平稳。细化网格区域内单元的长宽比应尽可能的过渡应保持平稳。细化网格区域内单元的长宽比应尽可能保持接近保持接近1 1，应尽量避免网格密度的变化和三角形单元的使，应尽量避免网格密度的变化和三角形单元的使用。用。 大肘板端部连接处进行细化网格分析，细化网格区域的大肘板端部连接处进行细化网格分析，细化网格区域的范围在所有方向上应不少于范围在所有方向上应不少于1010个单元。个单元。 开孔进行细化网格分析，开孔的内两层单元应以不大于开孔进行细化网格分析，开孔的内两层单元应以不大于50mm x 50mm50mm x 50mm的网格尺寸建模。的网格尺寸建模。 建模时，开孔、主要支撑构件和相关肘板的面板沿

45、宽度建模时，开孔、主要支撑构件和相关肘板的面板沿宽度方向应至少方向应至少2 2个单元。个单元。3）细网格屈服强度分析衡准）细网格屈服强度分析衡准11nivm ivm avniAAvm-av 是平均是平均von Mises应力应力 vm-i 是第是第i个板格单元在所考虑区域内的个板格单元在所考虑区域内的von Mises应力应力 Ai 是第是第i个板格单元在所考虑区域内的面积个板格单元在所考虑区域内的面积 n 在考虑区域内的单元个数在考虑区域内的单元个数 4)计算平均计算平均von Mises应力基于单元面积的加权平均值：应力基于单元面积的加权平均值：4.7 屈曲强度评估屈曲强度评估 x杆杆 T

46、Ei lTE22 Ei =A l四边自由支持矩形板四边自由支持矩形板单边受压单边受压xatbx4.7.1目标：板（板格）、杆件目标：板（板格）、杆件 基本模型基本模型承载能力：承载能力： （ ab 纵骨架式）纵骨架式） 工作应力，由有限元计算（或解析方法）工作应力，由有限元计算（或解析方法） 校核格式：校核格式： （可调）（可调） 或或 （可调）（可调） 22cr22 D4 D= k=b tb t32EtD =12(1- )cr x =1.0 x cr =1.0 校核格式：校核格式：1）分项：分别对）分项：分别对 校核校核 2）组合形式：）组合形式： 对对 综合校核综合校核 xyxy、xyxy

47、、4.7.2. 实际问题处理：实际问题处理： 工作应力工作应力 组合应力：组合应力： 多种形式：多种形式： 承载能力承载能力 xyxy、xcrycrcr、4.7.3 CCS 船舶结构直接计算指南中的屈曲校核船舶结构直接计算指南中的屈曲校核1. 工作应力计算工作应力计算 1）取净板厚值（无腐蚀余量）取净板厚值（无腐蚀余量） 2）修正）修正 (线性比例关系线性比例关系) t 板厚，板厚， 扣除的腐蚀余量扣除的腐蚀余量2. 临界应力（能力）计算临界应力（能力）计算 1）短边受压，欧拉应力）短边受压，欧拉应力 N/mm2 :弯曲屈曲系数，弯曲屈曲系数，(见指南表见指南表9.2.1)，反映受压及弯曲，反

48、映受压及弯曲和剪切力模型（应力组合）。和剪切力模型（应力组合）。act = t-tCt22xcrex12 Et= k c()s12 1- xk8.4k =x+1.1x2x1 =1xx2 ：边界约束系数：边界约束系数 (见表见表9.2.2 )反映板格位置和边界的骨材状况（不完全自由支持）反映板格位置和边界的骨材状况（不完全自由支持） t : 板厚板厚 s：板格距边长：板格距边长 ：泊松比：泊松比1c 2）长边受压）长边受压22ycrey22 Et= k c()s12 1- 2 2NN/ /mmmm2、 、 、 、yktsc含义相同含义相同 3）受剪切板格欧拉应力）受剪切板格欧拉应力22cret1

49、2 Et= k c()s12 1- 2 2N/mmN/mmtk：剪切屈曲系数（见表：剪切屈曲系数（见表8.2.1）4）临界应力（弹性）临界应力（弹性非弹性修正）非弹性修正） 对对 对对 类似，类似， 替换为替换为 即可即可xcresxcrexcressxcrsxcrexcre 2 =1- 4 2 ycrexcreycre 对对 3. 屈曲强度校核屈曲强度校核 crescrecrecrssscrecre 2= 1- 42ss =3= =临临界界应应力力工工作作压压应应力力 屈曲应力因子屈曲应力因子 其它，可1.01.0或或按按部部位位，见见表表格格 1）接近正方形）接近正方形 2）狭长）狭长双向压缩情况：双向压缩情况：1) 2) X轴压缩轴压缩+剪切剪切1), 2） ，y轴压缩轴压缩+剪切剪切1），），2） 双向压缩双向压缩+剪切剪切1），），2) l / sa / b,或 的的计计算算板板格格应应力力状状态态1 1 a a/ /b b 2 22 2 a a/ /b b