大型船舶上层建筑整体吊装方案有限元分析
57000吨散货船上层建筑整体吊装方案设计
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ Ｓ ｕ ｐ ｅ ｒ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ Ｕｎ ｉ ｔ Ｌｉ ｆ ｔ ｉ ｎ ｇ ｆ ｏ ｒ ５ ７ ０ ０ ０ ＤＷ Ｔ Ｂｕ ｌ ｋ Ｃａ ｒ ｒ ｉ ｅ ｒ
ＱＩ Ｕ Ｊ ｉ ａ ｏ ｍｉ ｎ ， ＨＵＡＮＧ Ｔ ｉ ａ ｎ ｗｅ ｎ
（ １ ）保证整体 吊装过程 中上建结构不被破 坏 ； （ ２ ）最大 限度地保证 上建 的舾 装及结 构完整性 ， 以及 结构及舾装件 不被损伤 ；
（ ２）吊排 布 置 在前 后 围壁 。根 据桥 楼 甲板 与前
（ ３ ）尽可 能的减少材 料浪费 ，减少重 复施工 ，保 后 围壁 的结构形 式 ，有效利 用 围壁 伸 出甲板 的特点 ， 吊排可布 置在前 后 围壁板上 ，采用 焊接形 式与 围壁板 证 方便施工 。
（ ３）吊排布 置 在 左右 侧 壁 。根 据 桥楼 甲板 与左
作者简 介 ：邱 角敏 （ １ ９ ８ １ － ）男 ， 助理工程 师。主要从 事船舶设 计工作。
黄添文 （ １ ９ ８ ５ － ）男 ， 助理工程师。主要从事船舶设 计工作。
收稿 日期 ：２ ０ １ ２ — ０ ４ — ２ ６
１ 引 言
本文 根据 公 司限 于龙 门 吊的起重 能力 不 能满 足约
结构局形式 ，选取 吊排 的位置 。
同 时 ，位 置 的选取 还需 要考 虑到 材料成 本 、施 工
４ ０ ０ 吨上层 建筑总段 吊装 ，需租用 浮 吊完成上层建 筑总 成本 和方便施工等 因素 。 ５ ７ ０ ０ ０ 吨散货船 的上建整体 的 吊装方案选取 ，主要 段 吊装 的情况 ，设 计在建 的５ ７ ０ ０ ０ 吨散货船 上层建 筑总
．
超大型油轮上建整体吊装工艺
超大型油轮上建整体吊装工艺作者：张玛高丽龚永林来源：《广东造船》2013年第05期摘要：本文以广州龙穴造船有限公司在建的32万载重吨VLCC为例，介绍超大型油轮上层建筑整体吊装工艺。
关键词：超大型油轮上层建筑；整体吊装工艺VLCC Superstructure Complete Assembly Lifting TechnicZhang Ma， Gao Li， Gong Yonglin（ CSSC Guangzhou Longxue Shipbuilding Co.，Ltd. Guangzhou 511462 ）Abstract： In this paper， taking Guangzhou Longxue Shipbuilding Co. Ltd. in 320000 DWT VLCC as the object， introduces the VLCC superstructure complete assembly lifting technic.Key words： Superstructure of VLCC； Lifting technic1 前言VLCC船作为远洋石油运输的战略性运输工具，是国家进口原油运输不可或缺的“助手”。
随着船舶主尺度的增加，VLCC的上层建筑尺寸和重量随之增大，其内部布置复杂程度亦随着增加。
上层建筑整体吊装，对缩短造船周期、降低劳动成本和提高生产效率具有十分重要的意义。
由于VLCC的上层建筑具有尺寸大、重量大和刚性弱的特点，因此有必要探讨上层建筑整体吊装工艺，保障整体吊装顺利进行。
本文以广州中船龙穴造船有限公司建造的32万吨VLCC原油轮为例，介绍超大型油轮上层建筑整体吊装工艺。
2 上层建筑概况上层建筑整体长17.1m（Fr34～Fr53）、宽60m（包括翼桥）、高22.15m，共有七层。
自上而下分别为：罗经甲板及其下围壁、驾驶甲板及其下围壁（包括翼桥及其支撑）、E甲板及其下围壁、D甲板及其下围壁、C甲板及其下围壁、B甲板及其下围壁、A甲板及其下围壁，如图1所示。
巨型总段吊装中的有限元方法应用
５ ５ ６ Ｏ ６ ５ ７ Ｏ ７ ５ ８ ０ ８ ５ ９ ０
１ ０ Ｏ
１ １ ０
１ ２ ０ １ ３ ０ １ ４ ０ １ ５ ０
１ ６ ０ １ ７ ０
总 段 一
总 段 二
总 段 三
总 段 五
总 段 六
图 １ 总段 划分 示 意
第一作者简介 ： 严
峰（ １ ９ ８ ２一） ， 男， 硕士 ， 工程师
研究方 向 ： 造船工艺及项 目管理
Ｅ－ ｍａ ｉ ｌ ： ｙ ａ ｎ ｆ ｅ ｎ ｇ ＠ｚ ｐ ｍｅ ． ｅ ｏ ｍ
少 吊装 过 程 中 吊 耳 的侧 向力 ， 吊装 时 使 用 两 根
６ ９
巨 型 总段 吊装 中 的 有 限 元 方 法 应 用 — — 严
全 船 总 段 一 和 总 段 五 是 两 个 超 过 千 ｔ的大 段， 尤其 是机 舱 总段 （ 总段 一 ） ， 从 Ｆ ｒ ５ １ 呻至尾 封 板， 包含 整个 机舱 区域 和艉 部 结 构 ， 长３ ９ ． ４ ｍ、 宽
２ ５ ． ６ ｍ、 高１ ３ ． ３ ｍ， 重约 ２ ３ ０ ０ ｔ 。其 中 主机 等 主
巨型 总段 吊装 中 的有 限元 方 法 应 用
严 峰
（ 上海振 华重工（ 集 团） 股份 有限公 司， 上海 ２ ０ ０ １ ２ ５ ）
摘 要： 介 绍万 ｍ 级耙 吸挖泥船 总段 吊装中的有限元方法应用 。该挖 泥船将机 舱区域至艉 部合成一个
巨型总段建造 ， 设 备搭载后总重 ２ ３ ０ ０余 ｔ 。为确保该总段的 吊装安全 ， 应用有限元方法分析整体 吊装时 的结
总 段 七
根据建造方案要求 ， 轴舵系均要粗拉线结束 ， 尾轴
58m起重船有限元强度计算
58m起重船有限元强度计算有限元强度计算是一种利用有限元分析方法，对起重船进行结构强度分析和计算的技术手段。
在进行起重船的有限元强度计算时，需要考虑起重船的结构特点、荷载情况和材料性能等因素，通过有限元分析软件对其进行建模和模拟，最终获取起重船在各种工况下的应力、变形等参数，以评估其结构的安全性和可靠性。
一般来说，起重船的有限元强度计算主要包括以下几个步骤：1. 建立起重船的有限元模型。
首先需要对起重船的结构进行三维建模，包括船体、吊臂、支撑结构等部件。
然后根据实际情况给出结构的约束、荷载条件和材料性能参数等。
2. 进行静力分析。
在建立好有限元模型后，需要进行静力分析，计算起重船在不同工况下的受力情况，包括自重、载荷、风荷载、船体和吊臂的应力等。
3. 进行动力分析。
除了静力分析外，还需对起重船进行动力分析，考虑在船舶运行和吊重过程中产生的动态荷载，如风浪、潮流等。
通过动力分析得到起重船在吊重过程中的应力和变形等情况。
4. 计算与评估。
最后需要对所得到的计算结果进行分析和评估，判断起重船在各种工况下的结构安全性和可靠性，以确定其是否符合设计要求和规范要求。
起重船的有限元强度计算对于评估起重船的结构强度和安全性具有重要的意义。
通过有限元分析，可以较为精确地预测起重船受力情况和结构行为，为船舶设计和使用过程中的结构优化和改进提供依据。
有限元强度计算也有助于发现起重船在设计、制造和使用过程中可能存在的结构问题，及时进行修复和改进，以确保起重船在运行过程中的安全可靠。
通过有限元强度计算可以为起重船的结构设计提供参考和借鉴，促进船舶结构设计和研发水平的提高。
起重船的有限元强度计算是一项重要的技术手段，对于提高起重船的结构安全性、可靠性和经济性具有积极的意义。
通过合理、准确地进行有限元强度计算，可以为起重船的设计、制造和使用提供科学的依据，为船舶行业发展和船舶工程的进步做出积极贡献。
船舶有限元计算范文
船舶有限元计算范文船舶有限元计算是一种用于分析船舶结构强度和刚度性能的计算方法。
它基于有限元理论和数值计算方法，通过将船舶结构划分为有限数量的单元，对每个单元进行力学计算，并考虑单元之间的相互作用，最终得到整体结构的应力和变形情况。
1.建立有限元模型：根据船体结构的实际几何尺寸和材料特性，将其离散成一系列有限元单元，如三角形或四边形等。
每个单元具有一定的材料特性和节点位置。
通常，规模较大的船舶模型会划分成数百万至数亿个单元，以确保模型的准确性。
2.确定边界条件：通过在船舶结构的边界处施加约束条件，如固定约束或位移约束，来限制模型的运动自由度。
这些约束条件是根据实际问题和分析需要确定的。
3.施加载荷：根据实际工况和使用环境，将相应的载荷施加到有限元模型上。
这些载荷可以是静态力、动态力、重力或液体压力等。
根据船舶的使用情况和荷载条件，可以进行多次加载，以模拟各种实际工况。
4.进行数值计算：使用数值计算方法，如有限元法、有限差分法或有限体积法等，对有限元模型进行计算。
在计算过程中，可以考虑诸如非线性材料行为、大变形、接触问题和材料破坏等复杂因素。
通过迭代求解结构的平衡状态，计算每个单元的应力和变形情况。
5.分析结果：通过分析计算结果，评估船体结构的强度和刚度性能。
可以确定结构的关键部位和薄弱环节，并进行结构优化设计。
此外，还可以进行疲劳分析、动力响应分析和安全性评估等。
然而，船舶有限元计算也存在一些挑战和限制。
首先，船舶结构通常非常复杂，包含许多几何形状和材料特性的变化，这增加了有限元模型的建立和计算的复杂性。
其次，大规模的有限元模型需要大量的计算资源和计算时间，所以在实际应用中需要合理选择模型和求解算法。
此外，由于材料特性的不确定性和模型简化的限制，船舶有限元计算结果可能存在一定的误差和不确定性。
总体而言，船舶有限元计算是一种重要的工程分析方法，可以为船舶结构的设计和评估提供有力的支持。
随着计算技术的不断发展和改进，船舶有限元计算在船舶工程领域将继续发挥重要的作用。
有限元分析在船舶复杂结构强度计算与优化中的应用
有限元分析在船舶复杂结构强度计算与优化中的应用摘要：近些年，受我国社会发展的影响，我国的科学水平不断提升。
由于船舶在日常营运过程中需要承受复杂的力学载荷，比如海浪拍击作用力、船载设备的重力等，船舶复杂结构比如舱壁的肋板、动力系统结构件等一旦出现结构破坏，会造成严重的事故。
因此，为了保证船舶结构在复杂力学工况下不会产生失效现象，必须针对船舶复杂结构件进行力学优化。
有限元分析法是业界目前应用非常广泛的一种强度分析法，本文主要介绍有限元分析法的基本流程，结合三维建模软件CREO和有限元划分软件Hypermesh以及有限元分析软件Ansys对船舶舱壁的肋板进行强度分析和优化设计。
关键词：有限元分析；CREO；Hypermesh；Ansys；强度分析引言现代的航行条件以及航运的特点对船舶的性能提出了越来越高的要求。
船舶结构较为复杂，船舶的结构设计是船舶设计的基础，而船舶的结构强度分析是船舶结构设计中的一个重要环节，对于保证船舶的安全性和稳定性起着至关重要的作用。
通过结构强度分析，能够体现船舶结构的载荷能力，并根据分析结果对原有设计进行改进，以实现船舶承载性能的优化。
现代的数值分析方法为船舶的结构强度分析提供了较多的解决思路，而有限元分析是应用较为广泛的一种。
在有限元分析中，将复杂的船舶外形与结构划分为大量的网格单元，并将所受到的载荷离散化到网格单元中，实现对结构强度的计算。
其中载荷离散化是整个计算分析的一个重要步骤，往往需要花费较长的时间与计算资源，所以需要较为合理的载荷离散化方法，在保证计算精度的同时，提高结构强度分析的效率。
1有限元分析技术概述有限元法是当今工程界应用最广泛的数值模拟方法。
它的基本思想可以概括为：“先分后合”或“化整为零又积零为整”，有限元法适应性强，运用非常广泛，能够灵活的解决许多具有复杂的工况和边界条件的问题。
目前著名的有限元分析软件主要有ANSYS、ALGOR、ADINA、NASTRAN、ADAMS等。
集装箱船上层建筑论文整体吊装强度论文
集装箱船上层建筑论文整体吊装强度论文【摘要】现如今，整体集装箱的上层建筑吊装方式有很多，具体因上层建筑的整体受力与起重机的位置、吊装高度等多种因素相关，只有在吊装前做好上层建筑的的受力分析与计算，选定合理有效的受力分配结构、吊装高度以及正确的吊点，才能保证船舶上层建筑整体吊装的安全性与稳定性。
近年来，船舶上层建筑的整体吊装工艺逐步被人们认可和接受，且被众多的船厂应用于现实生产中。
船舶上层建筑结构复杂，体积较大，分量较重，而且各项设备和仪器都已经安装完毕，所以整体吊装时候的安全性必须要严格考虑，同时选择良好的吊装工艺。
本文以特有的9400TEU集装箱船整体吊装为例进行研究。
1 上层建筑整体吊装简介9400TEU集装箱船的上层建筑共八层，分为15个分段，其体积大致为9m*48.2m*37.23m，如图所示。
集装箱船的上层建筑主要包括结构及舾装，其机构主要指的就是自身的船体，当然还要包括相关的焊材等等；舾装根据专业进行划分，主要包括管系、冷空通、电装、甲装、内装，此外还有涂装重量等等。
2 集装箱船上层建筑整体吊装时结构强度需要注意的问题集装箱船上层建筑整体具有独特的线形、开口结构，整体吊装时由于是两台600T龙门吊联合吊装，与以前的分开式吊装有一些不同。
因此，它的结构强度和吊装安全受力分析是非常值得我们关注的重要问题。
首先我们需要注意的是船舶上层建筑整体的载荷分布情况，重点关注上层建筑质量和甲板分段敷料，内舾装件，外甲板舾装件的重量。
其次，选取合适的整体吊装时的吊点、设计选择适宜的起吊高度；再者，要加强槽钢的承重能力，增加槽钢结构内力的传输渠道。
最后，充分考虑集装箱吊装时的重量优化因素，对结构薄弱处进行加强。
3 集装箱船上层建筑整体吊装时吊点的选择、优化与加强该集装箱船上层建筑的重量分布大致左右对称，其重心也在船体的中心线上，所以在初次尝试吊装时我们将吊点选定在船体左右两舷的外围壁处且两边对称，在左右两舷各选择8各吊点，结果在起吊时上层建筑的外围发生变形、脱节且整个上层建筑发生整体倾斜。
船体结构有限元分析专题
目录
• 船体结构有限元分析概述 • 船体结构的离散化 • 船体结构的网格生成 • 船体结构的边界条件和载荷处理 • 船体结构的刚度和强度分析 • 船体结构的振动和稳定性分析 • 船体结构有限元分析的软件和应用实例
01 船体结构有限元分析概述
船体结构有限元分析的定义
船体结构有限元分析是一种基于数学和物理原理的数值分析方 法，通过将船体结构离散化为有限个小的单元（或称为“有限 元”），并建立相应的数学模型，对船体结构的静态、动态特 性以及承受外载荷的能力进行分析和评估。
边界条件和载荷的准确性和可靠性
准确性
边界条件和载荷的准确性直接影响到有限元 分析结果的可靠性。为了获得准确的边界条 件和载荷，需要充分了解结构的实际工作状 态，并进行详细的实验测试和验证。
可靠性
在有限元分析中，可靠的边界条件和载荷处 理是获得可靠分析结果的前提。为了提高分 析的可靠性，可以采用多种边界条件和载荷 处理方法进行对比和分析，并对结果进行校 核和验证。
将几何模型离散化为有限 个小的单元，形成有限元 网格。根据船体结构的复 杂程度和精度要求，可以 选择不同的网格类型和大 小。
根据船体结构所使用的材 料特性，定义材料的弹性 模量、泊松比、密度等参 数。同时，还需定义边界 条件，如固定约束、载荷 条件等。
根据力学原理和有限元方 法，建立相应的数学模型 ，包括平衡方程、几何方 程和本构方程等。然后， 采用适当的数值求解方法 （如直接求解法、迭代法 等）求解这些方程。
船体结构有限元分析的未来发展
高性能计算的应用
随着计算能力的提升，未来将更 多地利用高性能计算资源进行大 规模、高精度的船体结构有限元
分析。
多物理场耦合分析
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大型船舶上层建筑整体吊装方案有限元
分析
摘要：目前，造船厂一般采用分段式整体吊装工艺，上层建筑的整体吊装也
得到广泛应用。
上建整吊在船舶建造过程中推广，缩短了一个多月的造船周期，
大大提高了劳动生产率，降低了造船成本。
在对上层建筑进行整体勘察时，应考
虑到以下因素:上层建筑的外部尺寸和刚性；工厂设备运输能力；开放式速度定
位装置；安全性、可靠性等。
本文介绍了利用有限元分析技术，通过计算在建型
船上施工的整体悬架中的结构强度，并制定适当的吊装技术和安全措施，实现上
部结构的整体安装、吊装和成功关闭。
关键词：大型船舶；上层建筑；整体吊装；有限元
引言
船舶上层建筑的全面停运是近年来我国出现的一种新的起重方法。
船舶的上
层建筑是与船舶外壳平行建造的，上层建筑是焊接在专用建筑平台上并预先包装的。
整个上层建筑随后被停在主船上，随后通过安装、焊接和其他密封工程完成
了施工。
近年来，船体上层建筑的尺寸和重量增加，结构刚性降低，预制船体的
比例随着船舶的扩大而增加。
在全球调查期间，人们越来越关注控制对压力的反
应和上层建筑的移动。
因此，对船舶上层建筑的所有起重机进行有限元强度分析
至关重要。
这项研究涉及本厂某在建型船的上层结构，这是利用MSC软件直接由
成品计算的。
Nastran，并提供部分结构改进。
1上层建筑基本情况及有限元模型
1.1结构形式
该船的上层建筑由五层楼组成，从上到下为:罗京大桥及其底墙、导桥及其
底墙、船长桥及其底墙、沙龙桥及其底墙、船桥及其底墙。
上层建筑长21.61米，
宽44.0米，高14.95米。
上层建筑采用低碳钢，其材料参数为Lao = 7800pa，弹性模量为E=2.1×1011，鱼系数为v=0.3，许用应力为235MPa，材料转换系数为。
1.2上层建筑有限元模型
MSC软件。
Patran为船舶上层建筑的三维有限元建模。
有限元模型包括:罗京大桥及其28-FR47的下部壁结构；fr 24-fr 47的导电桥及其下部壁结构；fr 23-fr 45的船长桥及其下部壁结构；fr 23-fr 45的客厅桥及其下部壁结构；fr 25-fr 50的船舶桥及其结构每座桥下部的纵梁、横梁和启用构件的梁单位，共计65633个单位和467个节点。
1.3边界条件
为了准确模拟吊装时的力状态，应模拟浮吊在某一点处的吊架；使用具有特定截面的rod单位模拟挂钩和上悬吊式耳机之间的弦。
若要防止分析结果因弦弹性过大而不准确，请将杆单元弹性模量放大10000次。
约束附着点单位的x、y
和z引线的移动自由度：若要避免在提升时出现整体顶部偏移，请将纵断面y偏移约束到FR11和FR19交点处的FR21区段第一座桥，并将x偏移约束到fr21区段第一座桥与左侧外墙和右侧外墙的交点处。
2吊装强度分析
2.1边界条件与载荷条件
将支撑条件应用于上部结构时，应考虑到项目的实际情况，并将板接触位置的x、y和z位移约束到上部结构。
为了防止某些局部奇异的路缘拉伸范围变形影响计算精度，将约束沿节点z方向移动路缘拉伸范围底部的加固位置。
荷载工况是一个力字段，它将z方向应用于顶部建筑模型，假定g = 9.8m/s 2，另一个方向为0。
2.2方案计算结果
在msc.patran中创建的模型将根据方案1应用限制和载荷条件，导入MSC NASTRAN进行计算，并将结果导入msc.patran进行后期处理。
计算表明，3楼
fr6桥L2悬浮点附近的最大应力为142.0 MPa；最大变形量为27.0毫米，位于二楼fr19桥l-2附近(位于大右侧开口中间)。
3对策和实施
3.1工作状态的计算负荷和吊装应在不影响吊装的情况下进行。
吊装采用500t浮式起重机(视实际情况而定)，吊车钢索与吊耳角度相同，即与平面成70度角，吊车吊架之间的间隔为5.5m，中点应直接位于重心上方，以确保吊装的稳定性。
因此，载荷仅考虑自动生成的重量，而不考虑由于其他因素(例如提升时的加速度和风力)而产生的载荷。
3.2变形
根据计算结果，结构的最大变形为25.3mm，不考虑一楼桥的左右两侧。
分析结果和效果渲染表明，18100/20800/23500桥和桥梁之间的结构在固定位置的变形较小，定位和升降变形小于5毫米，并且是弹性变形，整个结构的变形没有问题。
3.3托盘管理及结构完整性
托盘设计是一种根据现代造船模型的要求分解中间产品的设计方法，根据不同的工艺步骤、施工区域和安装位置确定一定数量的作业作为基本单元，托盘管理是利用工艺技术数据和根据作业计划的要求，将外场安装为托盘所需的各种设备送到作业现场，保证及时实施，并对生产计划进行有序、可控的控制。
结构完整性的主要重点是高速公路预组装率高，这要求采用并行的造船过程，在指定的平坦土地上分批制造，在指定地点组装，形成高速公路的一个整体部分，以及完整性检查。
3.4吊点配置
悬索点的配置通常需要考虑两个因素:钢缆的夹角要求，通常钢缆与垂直方向之间的夹角较小，否则会增加钢缆的支承载荷；悬置点根据重心的重量排列，
单起重机吊装时，底部附近的悬置点和底部附近的悬置点通常排列在重心两侧的
对称位置，有利于平衡和调节两端的力总重量应包括分段结构的重量、电子邮件
的重量、冷空气的重量、冷空气的重量、室内的重量、室外的重量、管的重量、
焊剂的重量和油漆的重量等。
整体上部结构强度连续性的最佳位置是舱壁位置，
该位置允许使用周围壁结构的力控制大部分提升变形，因此通常在整体上部结构
提升时，悬索点设置在前后壁和上部结构侧壁位置上。
4整体吊装技术发展趋势
需要应用上层建筑综合吊装技术。
21世纪初以来，航运企业的经营和管理已
从单一的有针对性的发展转向系统和科学的管理，因此，采用更科学和更先进的
技术全面提升上层建筑已成为企业未来生存和发展的主要技术之一。
此外，近年来，大多数小型航运企业受到金融危机、船只市场放缓以及大规模和大规模船只
扩散趋势的阻碍，目的是夺取市场和降低运输成本，因为上层建筑的总重量通常
很高上层建筑整体吊装技术应用效率。
在具备大型起重设备的前提下，通过深化
和整合上层建筑的板块管理(从而达到90%以上的预装配率)，并在完成上层建筑
起重装配后，提高了上层建筑整体部分的预装配完整性可以进行少量的连接和
修理工作，以使码头投入运行，并对空船进行重新校准测试，从而大大提高劳动
生产率和货物质量，缩短造船周期，降低成本，改善环境。
结束语
通过对计算结果的分析和研究，可以对分析进行总结，并就在整个船舶上层
建筑的提升过程中临时加强结构强度特性提升方案的措施提出进一步的当地建议。
有限元结果表明，通过部分加固结构，它们有效控制了上部结构提升过程中的结
构变形，保证了上部结构整体提升的顺利进行。
参考文献
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