油船直接计算指南
基于直接计算法的超大型油船整体舱段结构优化
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中
国
造
船
学 术 论 文
（ ） 择 和设计 高效 的优 化算 法 。 舶 的结构 优化 实质 上属 于组 合优 化 问题 ， 多变 量 的整体 舱段 结构 ３选 船 对 优 化 而 言 ， 属 于 ＮＰ困难 问题 ， 又 而能够 解 决 ＮＰ困难 问题 的优化 算 法 目前 还 处于 发 展 阶段 ， 于特 定 对 的优化 问题 ， 般还 需要 加入 设计 经验 才能得 到 较好 的优化 结果 。 一 考虑 到上 述的 困难 ， 本文 提 出一种 综合有 限元 法 、 均匀 设计 、 经 网络 等 方法 和理论 的优 化方 案 ， 神 对 大型 油船 立体舱 段结 构优 化进 行 了研究 。
研 究 。建 立 了舱 段 结 构 强 度 评 估 的 参 数 化 有 限元 平 台 ； 建 了用 于 试 验 的均 匀 设 计 表 ， 计 了 １ １次 试验 ， 构 设 ７ 将 之代 入 有 限元 平 台进 行 计 算 ， 到 了用 于 神 经 网络 训 练 的样 本 对 ， 而 建 立 了设 计 变 量 和 目标 函数 及 应 力 响 得 从 应 的 神 经 网 络 响 应 面 。 按 照 一般 的优 化 流 程 ， 用 离 散 粒 子 群 算 法 ， 采 对某 ３ Ｏ万 ｔ 大 型 油 船 舱 段 整 体 结 构 进 超 行 了优 化 设 计 。优 化 结 果 表 明该 方 案 是 可 行 的 ， 理 的 ， 以 大 大 缩 短 直 接计 算 消 耗 的 机 时 。 合 可
一
项 有难度 的复杂 工作 。
（ ） 造合 理 的优化 方案 。 杂结 构 的多工 况有 限元 计算 是一 项非 常耗 时 的工作 ， ２构 复 而优 化过 程 又需
修订的油船排油监控系统指南和技术条件说明书
MEPC.108(49)决议2003年7月18日通过修订的油船排油监控系统指南和技术条件海上环境保护委员会，忆及国际海事组织公约第38(a)条关于防止和控制海洋污染的国际公约授予海上环境保护委员会的职能，注意到经1978年议定书修正的1973年国际防止船舶造成污染公约（MARPOL 73/78）附则I第15(3)(a)条规定150总吨及以上的油船应设有经主管机关批准的排油监控系统，其设计和安装符合本组织通过的油船排油监控系统指南和技术条件。
还注意到A.586(14)决议“修订的油船排油监控系统指南和技术条件”用以执行上述条款，进一步注意到MARPOL 73/78附则II第14条关于油船中的C类和D类类油物质的载运，忆及大会A.886(21)决议决定，为了建立一个统一的程序，应由海上环境保护委员会和/或海上安全委员会，如适合，履行通过或修正MARPOL 73/78及其它IMO文件中提及的性能标准和技术条件的职能，考虑到在第49届大会上船舶设计和设备分委会提交的鉴于MARPOL 73/78附则I的要求的建议，1 通过修订的油船排油监控系统指南和技术条件，其文本附于本决议附件中，适用于2005年1月1日或以后安放龙骨或处于类似建造阶段（以下称为“建造的”）的油船；2 提请各国政府在批准按MARPOL 73/78附则I第15(3)(a)条安装在2005年1月1日或以后建造的油船上的排油监控系统时执行这些修订的指南和技术条件。
附件修订的油船排油监控系统指南和技术条件目录1前言1.1 目的1.2 适用范围1.3 要求概要2 背景3 定义3.1 排油监控系统3.2 控制部分3.3 舷外排放控制3.4 起动连锁3.5 控制装置3.6 PPM4 实施要求5 建造、维修保养、安全、校准和培训6 技术条件6.1 排油监控系统6.2 油分计6.3 取样系统6.4 流速指示系统6.5 船舶速度指示系统6.6 船舶位置指示装置6.7 舷外排放控制管理6.8 处理机和传送装置6.9 记录装置6.10 数据显示6.11 设备发生故障时的手动操作替代方法6.12 导致排放终止的报警条件6.13 报警指示器的位置7 油分计和排油监控系统控制部分的的型式认可的技术条件7.1 试验要求7.2 认可和发证程序8 工厂功能试验要求9 审图要求10 一般安装要求11 安装检验12船上功能试验和核查程序附件第1部分–油分计型式认可的试验和性能技术条件第2部分–油分计和排油监控系统控制部分的型式认可的环境测试技术条件第3部分–认可文件附录–旨在监控从油船货舱区域排放油污染水的油分计的型式认可证书1.1 目的1.1.1 这些指南和技术条件包括MARPOL 73/78附则I 第15(3)(a)条要求的油船排油监控系统的设计、安装、性能和试验要求。
双舷侧散货船结构强度直接计算指南2004
{no MP}对于设计条件中没有多港装卸的散货船（MP：Multi-Port） （5） 注释：{允许所规定的空货舱组合 a, b, ……} （对于 BC-A 的散货船） 1.1.6 结构模型和载荷规定应能充分反映下述结构响应： • 纵向构件在局部载荷和总纵弯矩载荷作用下的应力； • 主要横向构件（包括横舱壁）的应力； • 主要构件的屈曲控制。 1.1.7 送审的直接计算技术文件应包括： (1) 所使用的图纸清单；
中国船级社
双舷侧散货船结构强度直接计算指南
GUIDELINES FOR DIRECT STRENGTH ANALYSIS OF DOUBLE SIDE SKIN BULK CARRIERS
2004
北京 Beijing
目录
第 1 章 总则 ............................................................................................................................................................. 1 1.1 一般规定 ...................................................................................................................................................... 1 1.2 定义 .......................................................................................................................................................... 2
8000HP近海三用工作船总纵强度直接计算及研究
问题 ，而不依 赖 相关科研 院所和 高校 ，既节 省 设 计 费用 ， 也 为 公 司 将 来 船 舶 设 计 大 型
化 、复 杂化提 供 结构计 算依 据及 技 术储 备 。 通过 此 项 目计 算和 研 究 ，对 于 公司掌 握更 多
计算
模 型拼接
１ 、研 究 目的及 意义
此类 型 船舶核 心 技术 ，进 一 步巩 固和 提高 公 司在 该类 型船 舶 市场 的实 力 ，在 日益激 烈 的 市场 竞争 中抢 占先 机 ，减 小对 相关 院所 及高 校 的 技 术 依 赖 具 有 十 分 重 大 的理 论 和 实 践
《 科技 与管理》２ １ ０ ０耳 第３期
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８ ０ ＨＰ近海 三用工作船总纵强度 直接 计算及研究 ００
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《 科技与管理》２ １ ０ ０年 第３期
参考 《 油船 结构强度 直接计 算指南 》中 规定 的许用 应力 校核各 船体结构 强度 。 ３ 建 立有 限元模 型 、 ３１主 尺度及 主要 参数 ．
总长 Ｌ ａ ｏ ７ｍ ７ 为
ｘ 正方 向—— 船尾 向船首 为正方 向；
Ｙ 正方 向—— 右舷 向左舷 为正方 向 ； ｚ正方 向——底 部 向顶部 为正方 向；
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安全性和较强的工作能力 ，所 以此类船舶的 ＬＢ相对 常规 船 舶而 言较 小 。此船 舶 ＬＢ＜ ， ／ ／ ５ 传统 的规范计 算校核 总纵强度 并不能得到 船 级社 的完全 认 可 ，需要借 助 商用有 限元 软
船体带孔甲板的屈曲分析【文献综述】
文献综述船舶与海洋工程船体带孔甲板的屈曲分析引言本人毕业设计的论题为《船体带孔甲板的屈曲分析》，对于钢制构件，结构破坏有三种类型，断裂、局部塑性破坏和屈曲破坏。
对船体结构而言从纵向总纵强度分析，船体损伤与之相对应的有：由于疲劳裂纹产生的脆性破坏，引起的损伤，以及由于异常波浪外力引起的甲板屈曲破坏等。
而疲劳裂纹所产生的破坏可以采用改善钢材低温特性的办法予以改善；由抨击产生的损伤可以通过操船防止，因此甲板的屈曲分析就显得尤为重要。
在甲板屈曲的可靠性分析中应考虑载荷和承载能力两个方面．载荷上应考虑静水、波浪载荷的不确定性；承载能力分析中应考虑材料性能和几何尺寸的不确定性，焊接产生的甲板板格韧挠度和残余应力将显著的降低甲板的抗屈曲能力。
甲板屈曲形式可以分为两种，即纵支骨之间的甲板板格的局部屈曲和横舱壁之间的甲扳整体的屈曲届曲后将引起塑性破坏屈曲从初挠度最大，承载能力最弱的板格开始，逐渐达到数个板格的屈曲，使甲板承载能力下降，以至引起整个甲板的破坏。
正文1.论文研究的背景目的和意义船体上的构件板材破坏形式有三种，即：断裂、局部塑性破坏和屈曲破坏。
对船体结构而言，如果从纵向总强度上分析，与之相对应的船体损伤有：由于疲劳裂纹产生的脆性破坏，由于砰击引起的损伤，及由于异常波浪外力引起的甲板屈曲破坏等等。
由疲劳裂纹产生的破坏可以采用改善钢材低温特性的办法予以改善；由砰击产生的损伤可以通过操船防止，而甲板的稳性在船舶设计完成后就基本已经是个定值，所以对甲板屈曲的研究是非常重要的。
船舶所受到的外力非常复杂。
除了船舶本身的自重，装备和载重等重量以外，船舶还受到包括海水在内作用于船体的力。
除非船是静置在水中，否则船上所受到的海水作用力主要是动力。
这些动力包括水动压力、冲击力以及船在运动中的惯性力等等。
力学上，我们在研究船体强度问题时长把船体作为梁来研究。
因为在考虑屈曲问题时，虽然船体结构中有很多受压构件，但船在波浪中发生总弯曲时，离船体中性轴最远的甲板和船体板更容易失稳，因为船底结构比甲板结构要强，而且甲板离中性轴更远，所以在讨论船舶结构稳定性问题时，除了各种支柱外，主要是讨论甲板骨架和甲板板的稳定性问题。
船舶溢油计算汇总
海上溢油的来源与类型水中溢油大致主要来自含油污水的排放、操作性溢油、操作性溢油三个方面：含油污水的排放油船的机舱油污水、压载水、洗抢水，这些废水中均含有大量石油，浓度可达15000mg/L，如直排即对水体造成油污染，另外，船舶进厂修理前，必须将货油和燃料油舱的残油清洗干净，油气排放后才能进厂修理。
当油船改装油品时，也必须先清洗货油舱，这些也成为水域的一个污染源。
操作性溢油即船舶在加装燃料油和油船油舱装货期间的溢油。
日常装卸储运中石油产品的零星跑冒滴漏，对水、陆地、作业机械容器均造成轻微污染；船岸双方驳油速度不协调和联系不及时，或封闭式装货标示不准确而造成溢油；货油驳运时，输油软管在高压下工作，软管的残旧、老化及伸缩接头、阀门的松动等也会造成油渗漏。
（1）加装燃油时溢油，是非油轮产生油污的最主要途径。
加装燃油的频繁性和港内操作，增大了油污事故的可能性及危害程度。
常见的溢油有：○1加装燃油时输油管道连接不牢，法兰接头松脱。
一般接管由供油方负责，船员未作检查；○2输油管道老化，一旦加装压力加大时，管道破洞；○3输油管盲板或加油口盲板松动，盲封不严或两舷加油管截止阀未关严，一舷加油时另一舷加油口溢油。
加装燃油结束后，往往供油方负责上妥加油口盲板，认为加装燃油已经结束，上不紧加油口盲板是经常的事，而下次加装燃油又未检查并上紧盲板，一旦供油压力加大即产生溢油。
○4不加油的舱或已加满的舱阀门未关死，燃油部分进入非指定油舱造成溢油;○5供油方擅自或偶然加大泵量，导致满舱或空舱内排气不及，从透气孔产生溢油;○6燃油舱分配阀开错;○7舱内存油计算错误，量油不准。
（2）内部驳油产生的溢油也时有发生，尤其是老龄船，下列原因是造成船舶舱内驳油产生溢油的顽症:○1从燃油舱往日用油柜驳油，自动停止装置失灵从透气管产生溢油;○2燃油舱间驳油操作不当，因满舱柜或速度过快从透气管溢油;○3对驳燃油的舱情况不了解，过分自信油舱的完好性。
矿砂船船体结构强度直接计算指南(初排稿)中
中国船级社矿砂船船体结构强度直接计算指南20142014年 7月 1日生效北京 Beijing指导性文件GUIDANCE NOTESGD 08 -2014出版说明为适应国际上当前大型矿砂船的开发和设计的需要,配合国家开展大型矿砂船船型开发研究的计划, 由原国防科工委立项, 经造船工程学会委托, 中国船级社在2009年基于我社《钢质海船入级规范》、《双舷侧散货船结构强度直接计算指南》、《油船结构直接计算分析指南》、《船体结构疲劳强度指南》等规范及指南的基础上研究编写了大型矿砂船结构强度直接计算指导性文件。
近几年来, 根据多型矿砂船的审图、入级反馈, 我社重新修订了该指导性文件, 形成了《矿砂船船体结构强度直接计算指南》 2014稿。
本指南的主要内容包括 :1规定了指南的适用范围、船型定义、符号 ;2整船直接计算的建模要求、工况定义、载荷计算及应力衡准 ;3舱段直接计算的建模要求、工况定义、载荷计算及应力衡准 ;4细化网格详细应力评估的部位、建模要求、许用应力 ; 5疲劳强度评估的部位、计算方法及衡准 ;6晃荡载荷要求下的压力计算、结构强度评估。
目录第 1章总则1.1 一般规定1.2 定义1.3 构件尺寸第 2章货舱区域结构强度直接计算2.1 一般规定2.2 结构有限元建模2.3 屈服强度评估2.4 屈曲强度评估2.5 详细应力评估第 3章整船结构强度直接计算3.1 一般规定3.2 结构有限元建模3.3 工况及载荷3.4 惯性平衡及边界条件3.5 应力衡准第 4章疲劳强度评估4.1 一般要求4.2 有限元建模4.3 工况与载荷4.4 疲劳强度评估方法4.5 主要构件应力评估4.6 舱口角隅的应力评估附录 1 矿砂船波浪载荷计算规程第 1章总则1.1 一般规定1.1.1 本指南适用于船长 150米及以上,整个货舱区域内通常建有单甲板、两道纵向舱壁和双层底、仅有中间货舱主要用于运输矿砂货物的无限航区、自航式矿砂船船体结构强度直接计算评估。
货运轮船的燃油消耗如何计算
货运轮船的燃油消耗如何计算在现代国际贸易和物流运输中，货运轮船扮演着至关重要的角色。
然而，要确保航运业务的经济效益和环境可持续性，准确计算货运轮船的燃油消耗是一项关键任务。
这不仅涉及到运营成本的控制，还对节能减排有着重要意义。
首先，我们需要了解影响货运轮船燃油消耗的主要因素。
船舶的类型和大小是一个基础因素。
不同类型的货轮，如集装箱船、散货船、油轮等，其设计和用途各异，燃油消耗特性也有所不同。
一般来说，大型船舶由于其规模经济效应，单位运输量的燃油消耗相对较低。
船舶的航行速度是另一个重要影响因素。
通常情况下，速度越快，燃油消耗就越高。
但这并非简单的线性关系，因为随着速度的增加，船舶所面临的水阻力会呈指数级增长。
所以，在确定最佳航行速度时，需要综合考虑运输时间要求和燃油成本。
船舶的负载情况也会对燃油消耗产生影响。
满载的船舶相比空载或半载状态，由于需要克服更大的重力和阻力，燃油消耗会相应增加。
但在一定范围内，增加负载所带来的经济效益可能仍然超过燃油消耗的增加。
气象和海况条件同样不容忽视。
逆风、逆流、大浪等恶劣的环境会增加船舶的航行阻力，导致燃油消耗上升。
而顺风顺流的条件则有助于降低燃油消耗。
那么，具体如何计算货运轮船的燃油消耗呢？常见的方法有以下几种。
一种是基于经验公式的计算方法。
航运业经过长期的实践积累，形成了一些经验公式来估算燃油消耗。
这些公式通常会考虑船舶的类型、大小、速度、负载等主要因素，并给出一个大致的燃油消耗估算值。
然而，由于经验公式的局限性，其准确性可能会受到一定影响。
另一种是通过船舶的燃油监测系统进行实时测量和计算。
现代货运轮船大多配备了先进的燃油监测设备，可以实时记录燃油的流量、压力、温度等参数。
通过对这些数据的采集和分析，可以较为准确地计算出船舶在不同运行状态下的燃油消耗情况。
还有一种方法是基于船舶的性能曲线进行计算。
船舶制造商在设计阶段会通过模型试验和理论分析，得出船舶在不同速度、负载等条件下的燃油消耗性能曲线。
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第3章
3.1 3.2 3.3
液舱晃荡载荷计算及其结构的强度分析 ................................................. 6
一般规定 ...................................................................................................................................6 晃荡周期 ...................................................................................................................................6 晃荡压力 ...................................................................................................................................8
一道纵舱壁油船计算工况......................................................................................................19 两道纵舱壁油船计算工况......................................................................................................20 无纵舱壁油船计算工况..........................................................................................................21
第8章 第9章
9.1 9.2
强度标准 ............................................................................................................ 23 平板屈曲检查 .................................................................................................. 24
1
油船结构强度直接计算分析指南
中国船级社 2003
第1章 总则
1.1 一般规定
1.1.1 对于船长大于或等于 190m 的油船或结构型式超出 CCS《钢质船舶入级与建造规范》 （以下简称《钢 规》 ）规定范围的油船应根据本指南进行结构直接计算分析。 1.1.2 本指南给出了对于油船主要构件进行直接计算的详细方法和评估要求。 1.1.3 结构模型和载荷规定应能充分反映在局部载荷和总纵弯矩载荷作用下的下述结构响应： (1) 纵向构件的应力； (2) 主要横向构件（包括横舱壁）的应力； (3) 主要构件的屈曲控制。 1.1.4 一般情况下，主要构件的尺寸应满足《钢规》的有关要求，否则应征得经本社同意。 1.1.5 送审的直接计算分析文件：
一般规定 ...................................................................................................................................1 定义 ...........................................................................................................................................1
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油船结构强度直接计算分析指南
中国船级社 2003
1.2.1
符号规定
L——船长，m；与《钢规》第 2 篇第 1 章第 1 节的定义相同； B——船宽，m；与《钢规》第 2 篇第 1 章第 1 节的定义相同； D——型深，m；与《钢规》第 2 篇第 1 章第 1 节的定义相同； d——吃水，m；与《钢规》第 2 篇第 1 章第 1 节的定义相同； Cb——方形系数；与《钢规》第 2 篇第 1 章第 1 节的定义相同； V——航速，kn； g——重力加速度，g=9.81m/s2； Cw——波浪系数； ρ——海水密度，ρ=1.025t/m3； ，= σ x 2 + σ y 2 − σ x σ y + 3τ xy 2 ； σe——组合相当应力和 von Mises 应力（N/mm2） σx——单元 x 方向的应力（N/mm2） ； σy——单元 y 方向的应力（N/mm2） ； τxy——单元 xy 平面的剪应力（N/mm2） ； ； σl——船体梁纵向的应力（N/mm2） σw——船体梁横向或垂向的应力（N/mm2） ； τ——腹板总深度的平均剪应力（N/mm2） ； k——材料换算系数； E——材料弹性模量。对钢材，E = 2.06×105 N/mm2； υ——材料泊松比。对钢材，υ= 0.3。
2.2.1 重量分布曲线 将各项重量（船体钢材、设备、装置、货物）沿船长方向分解成梯形重量分布块，逐项叠加形成给 定工况下的重量分布曲线 w(x)。 2.2.2 浮力曲线 基于船舶静水平衡条件，求得船舶的平衡浮态（以首吃水、尾吃水表达） ，根据船舶的形状进而求得 沿船长分布的浮力曲线 b(x)。 2.2.3 剪力、弯矩曲线 作用在船体梁上的静水剪力 Ns(x)和静水弯矩 Ms(x)可通过下式求得：
第6章 第7章
7.1 7.2 7.3
边界条件 ............................................................................................................ 18 计算工况 ............................................................................................................ 19
第4章
4.1 4.2 4.3
设计载荷计算 ...................................................................................................11
货物压力 .................................................................................................................................11 舷外水压力计算......................................................................................................................11 端面弯矩 .................................................................................................................................14
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油船结构强度直接计算分析指南
中国船级社 2003
第2章 载荷直接计算
2.1 一般规定
船舶在海上航行时，除承受浮力、货物载荷及相应的惯性载荷外，还承受来自波浪引起的波浪载荷， 本节规定了船舶静水载荷和波浪载荷计算的基本原则。 船舶的静水载荷和波浪载荷可按本社认可的计算程序进行计算。
2.2 静水载荷
一般规定 .................................................................................................................................24 计算方法 .................................................................................................................................24
第2章
2.1 2.2 2.3
载荷直接计算 .................................................................................................... 3
一般规定 ...................................................................................................................................3 静水载荷 ...................................................................................................................................3 波浪载荷 ...................................................................................................................................3
(10) 板的屈曲分析和结果； (11) 与强度标准比较结果的输出表格； (12) 必要时，对结构的建议修改方案，包括修改后的应力评估和屈曲特性。