船舶結構分析中邊界位置的收斂性分析.pdf

1、為防止船舶事故發(fā)生，保護海洋環(huán)境，2010年國際海事組織（IMO）海上安全委員會（MSC）第87次會次上通過了目標型船舶建造標準（GBS）的國際海上人命安全公約（SOLAS）修正案。按照GBS要求，國際船級社協(xié)會（IACS）自2008年起成立專項工作組（HPT），編寫《散貨船及雙殼油船共同結構規(guī)范》（CSR BC&OT）。CSR BC&OT已于2015年7月1日正式頒布并生效，并將于2016年5月確定GBS符合性驗證結論。
　　本

2、文主要針對CSR BC&OT在船體結構強度直接計算方面關于艙段模型范圍及局部結構強度分析子模型邊界位置進行收斂性分析，并對規(guī)范的相關規(guī)定進行合理性分析。
　　通過計算分析發(fā)現，CSR BC&OT艙段結構分析中關于局部結構有限元模型范圍的定義比較模糊，在實際應用中會產生較大誤差，有必要對模型范圍進行詳細研究；同時，本文對CSR BC&OT延續(xù)共同結構規(guī)范（CSR）規(guī)定采用三艙段長度范圍進行有限元計算分析的做法的合理性進行研究。

3、>　　通過對一型油船進行全船結構建模，選取4種典型裝載模式，采用波浪載荷直接計算得到波浪動壓力，對載荷進行平衡調整使剪力、彎矩曲線封閉。采用慣性釋放處理邊界條件，進行全船結構直接計算。從全船模型中截取4種不同范圍的艙段模型，使其局部載荷同全船結構保持一致，在模型端部施加船體梁垂向彎矩，對比分析4種艙段模型與全船結構的應力結果。計算結果顯示，模型范圍對艙段結構的應力有一定的影響；相對全船結果，1+1+1艙段模型在評估中間艙結構強度的誤差已

4、很小，CSR BC&OT（或CSR）采用三艙段模型的做法是合理的。
　　針對CSR BC&OT艙段結構直接計算中高應力區(qū)的屈服強度評估及熱點應力的疲勞強度評估，規(guī)范要求進行結構細化網格詳細有限元分析。由于邊界效應，CSR BC&OT規(guī)定的強制細化位置子模型邊界范圍可能不足以消除邊界條件對細化中心區(qū)域應力結果的影響。為此，選取兩型散貨船及一型油船，針對其艙段粗網格屈服應力評估中的高應力區(qū)域，對CSR BC&OT規(guī)定的4處強制節(jié)點進行

5、局部細化網格分析，以嵌入方式網格模型細化中心單元應力結果為基準，分析研究子模型范圍及邊界條件處理的影響。
　　計算結果顯示，子模型邊界范圍對于細化中心區(qū)域應力結果的影響較大，CSR BC&OT規(guī)定的子模型范圍可能偏小，在采用子模型進行分析計算時，模型范圍應取大些。另外，還對子模型分析中的邊界節(jié)點數量不一致情況及邊界位移施加方式進行計算分析，結果表明邊界節(jié)點角位移約束及子模型新增節(jié)點的處理對應力結果也有影響，子模型邊界節(jié)點所在位置對