基于ABAQUS的散貨船艙段有限元強度分析.pdf

1、基于有限元理論的計算機輔助工程技術(shù)(CAE)在船舶結(jié)構(gòu)仿真和設(shè)計領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。伴隨CAE技術(shù)的發(fā)展，船舶結(jié)構(gòu)工程師可以在計算中更加全面地考慮不同類型載荷對船舶的影響。在船舶結(jié)構(gòu)計算的發(fā)展過程中，最初的計算方法是經(jīng)典薄壁梁理論，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成為以船舶艙段及整船為建模對象的有限元分析方法。由于計算機軟硬件的限制，整船的有限元建模方式并沒有得到廣泛應(yīng)用，而目前在船舶結(jié)構(gòu)計算中占有主導地位的是船舶艙段模型的有限元仿真方法。
　　

2、本文結(jié)合大開口型干散貨運輸船舶的結(jié)構(gòu)特點，依據(jù)國際船級社協(xié)會(IACS)制定的《散貨船共同結(jié)構(gòu)規(guī)范》，基于通用CAE軟件ABAQUS，對某船長為150.1m(20000 t級)的散貨船進行艙段有限元建模。模型的建造范圍為1/2+1+1/2艙位，共88個肋位。在模型建造過程中對船舶結(jié)構(gòu)的細部構(gòu)件進行了簡化，主要是忽略了肋板上的小尺寸減重孔。
　　 根據(jù)規(guī)范規(guī)定，在滿載條件下，分別針對迎浪中垂(H1)、隨浪中垂(F1)、橫浪最大橫搖

3、(R1)和橫浪最大外部壓力(P1)四種船舶設(shè)計工況，在模型上施加了相應(yīng)的載荷及邊界條件。工況中考慮的載荷包括：船體梁載荷、靜水壓力、水動壓力、貨物壓力和船舶自重。利用有限元程序分析四種工況下該船舶艙段的位移、應(yīng)變及應(yīng)力的分布情況。
　　 根據(jù)分析的結(jié)果，可得出以下結(jié)論：(1)艙段模型中的較大應(yīng)力主要分布在中間艙室上部舷側(cè)、甲板和艙口圍板；(2)在四種工況下，艙段模型的中間艙室艙口角隅附近都產(chǎn)生應(yīng)力集中；(3)在船舶的內(nèi)、外殼上，