基于JBP Ruies的散貨船結(jié)構(gòu)強(qiáng)度直接計算研究.pdf

1、近年來，由于新型船只的建造和船舶的大型化及海洋平臺開發(fā)的興起，新結(jié)構(gòu)、新材料不斷出現(xiàn)，船舶結(jié)構(gòu)的屈曲、彈塑性破壞、疲勞和斷裂等課題提出，迫使我們尋找新的有效的船體結(jié)構(gòu)分析方法；并且，隨著計算機(jī)軟硬件技術(shù)的發(fā)展，將船體的局部結(jié)構(gòu)甚至是整艘船劃分為有限單元來進(jìn)行分析成為可能，船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析從此有了革命性的突破。有限元分析方法，將整個船體結(jié)構(gòu)離散為能精確模擬其承載模式和變形情況的有限單元。對于各主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件，按其受力狀況分別以膜、桿、板、殼

2、和梁等單元來表達(dá)。這樣可詳盡地表述船體結(jié)構(gòu)的微觀細(xì)節(jié)，真實地表達(dá)出各個構(gòu)件間的協(xié)調(diào)關(guān)系與變化。通過大規(guī)模有限元軟件分析求解，可以求出各個關(guān)心構(gòu)件或區(qū)域的實際變形與應(yīng)力。這種方法是目前船體強(qiáng)度分析最準(zhǔn)確、最完善的方法，也是在理性結(jié)構(gòu)設(shè)計中，最能精確預(yù)報結(jié)構(gòu)對載荷響應(yīng)的結(jié)構(gòu)分析方法。 但是，世界上各主要船級社都有著自己獨特的船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度直接計算方法及強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，這樣便造成了現(xiàn)行模式的目標(biāo)不透明，風(fēng)險的接受程度不統(tǒng)一，不利于對船舶設(shè)計方

3、案的評估，為此國際船級社協(xié)會(IACS)于2005年推出了一套統(tǒng)一的散貨船結(jié)構(gòu)尺寸的共同規(guī)范，即JBP規(guī)范。制訂此規(guī)范是為了滿足工業(yè)界期望建造更加堅固、耐用、適用的船舶，進(jìn)一步滿足使用需求，消除各船級社之間在船舶最小尺寸方面的競爭。建立統(tǒng)一的規(guī)范，在成員船級社中統(tǒng)一實施，同時也可使各個船級社的經(jīng)驗得到共享。 進(jìn)行船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有限元直接計算的基本步驟是：建立三維有限元模型；處理邊界條件；進(jìn)行載荷計算；選取計算工況；利用有限元軟件進(jìn)

4、行求解；分析計算結(jié)果；最后得出結(jié)論。本文主要研究目的是，全面研究JBP規(guī)范的編寫理念及其所采用的計算方法、過程和基本假定。為了便于比較分析該規(guī)范，本文通過采用JBP規(guī)范和中國船級社(CCS)的散貨船結(jié)構(gòu)強(qiáng)度直接計算分析指南(2003)兩種直接計算方法，應(yīng)用通用有限元軟件NASTRAN，對同一條21萬噸雙殼散貨船進(jìn)行船體結(jié)構(gòu)有限元直接計算分析，得到的最終結(jié)論為：IACS剛剛推出的JBP規(guī)范是安全、可靠的，我們有必要推廣和貫徹該規(guī)范。