总纵强度0722

1、HBTC901-110-002JS湖北省船舶建造共性技术推广服务中心400t举力浮船坞131技 术 设 计船体总纵强度计算书1.概述及计算目的本浮船坞为箱型，单底、单甲板、整体式钢质浮船坞。本浮船坞由纵、横水密舱壁分隔成16个压载水舱，由尾至首、由左至右排列。本浮船坞的主体、浮箱甲板以及浮箱甲板下舷侧外板均为横骨架形式，浮箱甲板以上结构为纵骨架形式。在坞体内设置3道水密纵舱壁，设置4道水密横舱壁，以保证浮船坞有足够的总纵强度和横向强度。为保证浮船坞的安全工作，本计算采用大型有限元软件对本坞进行全船有限元建模，校核整体结构的总纵强度。浮船坞的主要要素：设计举力 400 t坞体长 45.00 m坞

2、体宽 0 m（不含护舷材）坞墙宽 m坞内宽 m坞体高 1.25 m（浮箱甲板纵舯线处） 1.15 m（浮箱甲板边线处）顶甲板距基线 4.00 m安全甲板距基线 3.00 m工作吃水 0.85 m最大沉深 3.00 m墩木顶缘至基线 2.05 m2.相关技术文件2.1本计算遵循的规范及指导性文件：（1）CCS浮船坞入级规范（2009）2.2 本计算有关的图纸及资料（1）基本结构图（2）横剖面图（3）总布置图（4）船体说明书（5）各种工况装载计算书（6） 浮船坞操作手册3.有限元模型在三维笛卡尔坐标系中建立全船有限元计算模型，坐标系原点位于#0的船舯的船底板处，船长方向为x轴，正方向由船尾指向船首

3、；船宽方向为Y轴，正方向由右舷指向左舷；型深方向为Z轴，正方向由船底指向甲板。整船的三维有限元模型包括整个船长、船宽、船深范围的船体结构，艏艉部分的延伸甲板平台、甲板室、局部的支撑构件如小肘板，及部分不影响计算结果的开孔及梁拱等未计入模型中。船底板、甲板板、甲板纵桁及强横梁的腹板、船底纵桁及实肋板的腹板、舷侧板、舱壁板、坞墙围壁和坞墙横舱壁等均用shell单元离散，坞墙纵骨、肋骨、舱壁扶强材等均用bar单元离散。有限元模型见图。整体模型的单位：力为N，长度为mm，应力为MPa or N/mm2。图3.1 整体模型3.2 模型分组表3.1 各构件模型分组No.Name构件说明11-deck坞顶甲

4、板21-deck web坞顶甲板强骨材31-inbtm浮箱甲板41-inbtm-web浮箱甲板强骨材51-inshell内舷板61-inshell web内舷板强骨材71-longbhd浮箱纵舱壁81-outbtm浮坞外底板91-outbtm web浮坞外底板强骨材101-outshell浮坞外舷板111-outshell web浮坞外舷板强骨材121-platform安全甲板131-platform web安全甲板强骨材142-transbhd横舱壁153-pillar浮箱内支柱3.3单元属性模型中板单元的属性参数及其适用部位见表3.2。模型中梁单元的属性参数及其适用部位见表3.3。表3.2

5、 模型中定义的板单元属性N板厚 mm材料适用范围1钢材坞顶甲板21-inbtm-5钢材浮箱甲板3钢材浮坞内舷板4钢材浮箱内纵舱壁51-outbtm-6钢材浮箱外底板6钢材浮箱外壳板71-plat-5钢材安全甲板8钢材横舱壁No.Name截面偏移材料适用范围189X589X5钢材浮箱内支柱2beam-L100X80X6-1L100X80X69钢材浮箱甲板横梁3beam-L100X80X6-2L100X80X690.钢材泵舱纵舱壁扶强材4beam-L100X80X6-3L100X80X6钢材泵舱纵舱壁扶强材5beam-L100X80X6-4L100X80X69钢材外底板肋骨6beam-

6、L150X50X4-1L150X50X43钢材安全甲板强横梁7beam-L56X36X4-1L56X36X4钢材安全甲板纵骨8beam-L5X100X50-1L5X100X504 0.钢材浮箱内纵舱壁强扶强材9beam-L5X100X50-2L5X100X50钢材浮箱内纵舱壁强扶强材10beam-L5X100X50-3L5X100X504 0.钢材外舷强肋骨11beam-L5X100X50-4L5X100X50钢材外舷强肋骨12beam-L5X150X50-1L5X150X50钢材泵舱纵舱壁强扶强材13beam-L5X150X50-2L5X150X50钢材泵舱纵舱壁强扶强材14beam-L5X

7、150X50-3L5X150X50钢材泵舱底实肋板15beam-L5X200X50-1L5X200X50钢材内舷强肋骨16beam-L5X200X50-2L5X200X50钢材内舷强肋骨17beam-L5X200X50-3L5X200X50钢材外舷强肋骨18beam-L5X200X50-4L5X200X50钢材外舷强肋骨19beam-L5X300X60-1L5X300X60钢材浮箱甲板强骨材20beam-L5X300X60-2L5X300X60钢材外底板强肋骨21beam-L6X400X60-1L6X400X603 0.钢材泵舱外舷强肋骨22beam-L6X400X60-2L6X400X60钢

8、材泵舱外舷强肋骨23beam-L63X40X5-1L63X40X5钢材内舷纵骨24beam-L63X40X5-2L63X40X5钢材内舷纵骨25beam-L63X40X5-3L63X40X5钢材纵舱壁扶强材26beam-L63X40X5-4L63X40X5钢材纵舱壁扶强材27beam-L63X40X5-5L63X40X5钢材外舷纵骨以及肋骨28beam-L63X40X5-6L63X40X5钢材外舷纵骨以及肋骨29beam-L63X40X5-7L63X40X5钢材横舱壁扶强材30beam-L63X40X5-8L63X40X5钢材横舱壁扶强材31beam-L63X40X5-9L63X40X5钢材坞

9、顶甲板纵骨32beam-L5X200X50-5L5X200X50钢材坞顶强横梁4. 计算工况及载荷本计算进行了三个工况的强度校核：（1）浮船坞处于最大沉深，即吃水3.00m时；（2）抬起一条400吨进坞船，浮船坞上浮到坞吃水与龙骨墩顶端平齐，进坞船重量全部由浮船坞承受，吃水m时；（3）抬起一条400吨进坞船，浮船坞在进坞船坐于龙骨墩上时处于正常工作状态，吃水m时。边界条件在浮船坞首尾四个端角点施加简支约束，具体如下： 在坞尾左舷端点，UX=0，UY=0，UZ=0；在坞尾右舷端点，UX=0，UZ=0；在坞首左舷端点，UY=0，UZ=0；在坞首右舷端点，UZ=0；载荷（1）坞的自重为了计及坞的自重

10、及其他重量，由于本船的空船重量为360t，因此在本模型中设置=E-009t/mm3及重力加速度g=9810mm/s2将这些重量计入。（2）典型进坞船的重量根据CCS浮船坞入级规范（2009），若典型进坞船的重量分布资料不详，假设进坞船的船长为坞长的，其自身的重量分布由一矩形叠加一抛物线构成，其抛物线面积为矩形的面积的一半，故本船将400吨按此种分布曲线分配在倍坞长范围内的中墩上。+*(1-4*(X-22500)/45000)*2) N/m。（3）甲板上的水压力、坞底水压力、侧板水压力根据对应工况下的吃水及操作手册中所示压载舱的水头高，将水压力加于船侧板、水密舱壁上、甲板及坞底图4.1 工况1载

11、荷施加示意图图4.2 工况2 载荷施加示意图图4.3 工况3 载荷施加示意图5强度标准根据CCS浮船坞入级规范(2009),由于本船工况一、二采用了压载的方式，因此对于工况一、二的总纵许用弯曲应力=215MPa，120 MPa；对于工况三由于没有采用压载，因此其总纵许用弯曲应力=137MPa，95 MPa。各工况其他形式的构件许用应力如下：梁单元的许用轴向应力为rod176 MPa；支柱的许用轴向应力为rod109 MPa。在本船中，材料系数K取为1。6. 应力结果表2 各工况的应力结果表（单位：N/mm2）项目工况一工况二工况三板单元最大中面相当应力13512590许用应力215215137板单元最大剪应力许用应力12012095梁单元最大轴向应力106许用应力176176176支柱最大轴向压应力许用应力109109109结果满足满足满足说明：各应力云图见后附图，施加边界条件区域附近的应力未及入考察范围。结论：由上可见，本浮船坞在三种工况下的应力值均小于许用值，其强度满足规范要求。7. 应力云图图7.1.2 LC01 整体位移云图图7.1.2 LC02 整体位移云图图7.1.3 LC03 整体位移云图图7.2.1 LC01整体板单元相当应力云图图7.2.2 LC02 整体板单元相当应力云图图7.2.3 LC03 整体板单元相