8500TEU集装箱船整船弯扭强度分析

哈尔滨工程大学硕士学位论文

一定长度的平台、纵舱壁、外板和桁材等均参与承受外力；所有横舱壁均承受纵向构件传递的载荷，在受斜浪作用时保持一定的截面形状；船体艏、艉结构是波浪载荷作用与传递的重要部分，它们都必须在模型中予以正确的表达。另外，上层建筑对结构刚度及质量分布有一定的影响，因此也包括在全船模型中．

在建模过程中，本船按肋位和舱室，共划分为五个子结构（子结构１从船艉一Ｆｒ８６；子结构２从Ｆｒ．８６一Ｆｒ．１４３；子结构３从Ｆｒ．１４３－－Ｆｒ．２５１；子结构４从Ｆｒ．２５１－－Ｆｎ３５９；子结构５从Ｆｒ．３５９一船艏）进行处理，全船有限元模型由基本子结构模型组装而成。

全船板材均用四节点或三节点的板壳单元来模拟，并且用梁单元模拟了纵向骨材和重要的横向骨材。有限元网格的大小保持在纵骨间距的量级水平，因此结构单元较为精细和准确。整个模型共有１３０，８８８个节点，２３８，１８４个单元。

全船构件厚度均按实际尺寸扣除了ＤＮＶ规范中规定的腐蚀余量，获得的净尺寸为计算厚度。

全船结构有限元模型见图２．１所示。

子结构模型见图２．２～图２．６所示，为了显示清楚，图中只显示左舷。

图２．１整船结构有限元模型

Ｆｉｇ．２．１ｅｎｔｉｒｅｖｅｓｓｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌ

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’图２．２子结构１的有限元模型

Ｆｉｇ．２．２ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｆｏｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｌ

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图２．３子结构２的有限元模型

Ｆｉｇ．２．３ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｆｏｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅ２

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图２．４子结构３的有限元模型

Ｆｉｇ．２．４ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｆｏｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅ３

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图２．５子结构４的有限元模型

Ｆｉｇ．２．５ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｆｏｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅ４

图２．６子结构５的有限元模型

Ｆｉｇ．２．６ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｆｏｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅ５

２．３水动力计算模型

在本文的研究中，采用三维源汇理论计算波浪动压力载荷，为此需要建立水动力计算面元模型。在ＰＡＴＲＡＮ．ＰＲＥ程序系统中，将９５００ＴＥＵ集装箱

船的船壳外表面定义为湿表面，然后将其导入到ＳＥＳＡＭ程序系统中，在波浪载荷分析子模块ＷＡＤＡＭ中会自动确认为面元模型（ＰａｎｅｌＭｏｄｅｌ）。

对于跨越水线面的船体外壳有限元网格，ＷＡＤＡＭ［１６Ｉ模块将其切分为水线面以上和以下两部分。对于水线面以上的部分认为不受波浪水动压力。

在计算中，ＷＡＤＡＭ模块将每一个面元承受的波动压力自动影射到有限元模型上。

２．４质量模型图２．７湿表面模型图Ｆｉｇ．２．７ｐａｎｅｌｍｏｄｅｌ

为了计算船体重力载荷及其分布产生的力矩，需要全船质量分布资料。

研究船体在波浪上的运动，必须有正确的重量、重心位置、质量惯性矩等，