饶南[1]2000年在《装载重大件情况下船体结构局部强度校核研究》文中进行了进一步梳理在航运生产中对船舶局部强度进行校核时，经验公式使用起来十分方便，但在装载重大件情况下仅仅采用常用的经验公式进行校核显得过分简单，精度不足；船舶在设计阶段多半采用有限元分析的方法，最大可能的保证了船体结构内应力计算的精确性，但运算量庞大，对硬件要求高，费用昂贵，使用的理论较为艰深，很难要求船员对其进行掌握，这也决定了此种方法不能在航运界被采用。如何做到既保证船舶的营运安全，又能够最大限度的发挥船舶的装载能力，是船东、货主、船级社和港口当局共同关注的问题。 本文在详细的分析了重大件货物运输中船体局部结构特征和内部应力分布规律之后，力图采用一种较为简单易行的办法，实现船体局部强度的检验既能够保障精确度，同时又避免昂贵而繁琐的计算过程，并给出了计算实例来证明这种方法的有效性。
黄贤俊[2]2003年在《重大件运输中驳船结构问题的计算、分析与研究》文中进行了进一步梳理船舶的结构强度问题，是船舶的研究、设计、建造、营运各阶段都十分关注的最重要的问题之一。与传统的货物运输不同，用于重大件运输的甲板驳或半潜驳是一种不同于一般货船的特殊船舶。在重大件运输中，驳船结构强度问题尤为突出。结构能够承受重载并安全营运，是船东和货主签定运输合同的前提。因此，本文研究的驳船强度问题，具有十分重要的现实意义。 根据实践经验，利用驳船运输重大件货物，驳船总纵强度是能够调整的，可以利用适当配载和压载很容易满足，而驳船船体局部强度则一般是不变的，也往往是令人担忧的，是必需重点考虑和必需解决的问题。 本文以一艘载重吨15000吨的大型半潜式甲板驳船(“重任1602”)装载1个超大型沉箱(11351.3吨)为例，采用“船体梁”理论进行船体总纵强度计算与校核。运用直接计算法，利用国际上相关成熟的计算程序(Ansys)，进行船体结构强度计算，即：首先建立三维舱段模型，对给定的工况，分析载荷情况，计算局部结构强度；对比较重要的结构(舷侧和横舱壁、主甲板)建立二维模型，在给定工况下，分析载荷并进行强度计算。然后依据实际情况进行了结构屈曲强度校核。最后对计算结果进行了分析和评估，发现了应力较高甚至是超出许用应力值的结构和部位，提出了结构加强建议。 文章特别对主甲板的结构稳定性进行了研究，在总结吸收前人的研究成果的基础上，详细探讨了主甲板加筋板架失稳模式。对加筋板中板的局部屈曲，采用能量变分原理推导其临界应力的解析表达式。对于加筋板中加强筋腹板的局部屈曲，则用解析法推导出筋的腹板的挠度方程及其边界条件，求解相应的方程，从而计算出腹板的局部屈曲应力。对于加筋板中筋的侧倾失稳，则通过能量法推导加强筋侧倾失稳时的总势能泛函，利用最小势能原理求解出此失稳模式下的临界应力。 最后，本文计算了主甲板的承载能力，使得在实际工程中，工程技术人员能够更好地掌握该船的装载性能。 本文的计算模式和分析研究成果，不仅是只针对“重任1602”驳船，也可广泛地应用于其他驳船，以满足相关工程需要。
吴鑫鑫[3]2015年在《大型半潜船船体强度的有限元分析》文中研究说明大型半潜船以其独特的船型特征和装卸方式,在特重大货物运输过程中,有着其他船舶不可比拟的性能优势。随着海上油气的开采、特种船舶和设备的运输以及海上救援打捞的需要,半潜船市场日渐繁荣。在大型半潜船运载能力不断提高的同时,对其结构的安全性要求也在不断的提高。半潜船作为在海工领域日益重要的新型船舶,因其结构形式的特殊性,常规船舶的规范并不完全适用,目前,中国船级社2012年颁布的《钢质海船入级规范》对半潜船的要求有少量描述,且大部分要求来自于经验公式;同时,大型半潜船一般运载的货物重大且价值昂贵,其在装卸过程中船体受力复杂多样,具有很大的不确定性,所以,对大型半潜船在装卸货物过程中的载荷变化和结构响应进行合理、准确的分析计算是非常必要的。本文对大型半潜船船体结构强度的计算方法进行了研究和分析,并应用通用有限元软件ANSYS对某大型半潜船的横向强度、甲板局部强度、总纵强度以及货物滑移装载过程的船体结构强度问题进行了计算和分析,形成了适用于大型半潜船船体结构强度的直接计算方法,可作为工程实践参考之用。本文的主要研究内容包括:(1)运用有限元软件ANSYS,建立了满足大型半潜船各计算工况强度计算需要的船体中部舱段模型和整船模型;(2)进行了大型半潜船横向强度的计算,分析了多种工况下船体结构的载荷变化及结构响应情况,计算工况的选取综合考虑了船舶在波浪中的中垂和中拱情况以及船舶在随浪、迎浪下的舷外水压对称分布情况和横浪作用下的舷外水压非对称分布情况等因素,以期对半潜船航行及作业过程的危险工况进行分析;同时,还对半潜船载运平台过程中的载货甲板区域进行了局部强度计算,分析了货物载荷不同加载方式对载货甲板局部强度的影响;(3)进行了船体总纵强度的计算,采用惯性释放方法对整船结构进行了静力分析,该方法消除了约束点反力,可准确、合理的对全船结构总纵强度进行分析与评估;(4)研究了半潜船滑移装载过程中的各种危险工况,计算了滑移装载过程船体结构的应力,重点分析了货物在滑移装载过程中载荷分布变化对船体结构强度的影响。
苏晨[4]2012年在《半潜船运输特重大件货物安全控制研究》文中指出本文的主要工作是针对半潜船载运特重大件货物的安全控制问题展开全面、系统的研究。在总结国内外学者在该领域研究成果的基础上,提出半潜船大件工程物流安全分析与控制的指导程序和关键环节评价标准。首先,对半潜船及半潜船运输进行概述,提出本文的研究意义和目的,对国内外研究进行综述,在此基础上设计本文的研究方法,制定研究技术路线。其次,从特重大件货物拖航作业概述和分类,拖航风险因素识别,拖航方案评价和优选,以及拖航保障措施几个方面,对特重大件货物拖航安全控制进行系统的分析和研究。提出了基于证据推理法的特重大件货物拖航方案风险评价和优选方法,并给出了实例验证方法的可靠性和实用性。再次,对半潜船浮装浮卸作业流程进行分解,对半潜作业水域选择、海运装船前的主要工作、浮装作业程序和浮卸作业程序以及半潜作业极限标准指导值分别进行了详细的分析和讨论,并基于船行波理论提出了半潜作业周边水域限航范围的估算方法,以及浮装浮卸作业区域周边航行船舶限定航速的估算方法,以便在制定浮装浮卸方案时更好地控制各种风险,最大限度地保证浮装浮卸作业的安全。然后,总结归纳了半潜船运输特重大件货物的绑扎加固基本作业程序和绑扎加固的常用操作方法。引入海况长期预测技术,运用谱分析法,通过预报半潜船和特重大件联合体的海上运动,预估特重大件货物在既定航次环境中所受外力,并据此设计绑扎加固方案。然后基于绑扎加固常用操作方法和程序进行风险识别。进而根据风险识别、理论研究结果和实际工程经验提出绑扎加固安全衡准与风险控制措施,保障特重大件货物绑扎加固安全。最后,基于对航运界常用的半潜船稳性和强度校核方法的分析和比对,研究半潜船运输特重大件时的稳性和强度校核与衡准。提出半潜船载运特重大件时的船舶初稳性高度通用判别式,供进一步深入、全面、系统地研究半潜船稳性和强度规范提供参考。通过将半潜船运输特重大件物流全过程分解为大件拖航、装、卸、绑扎加固、海上航行等若干子过程,对各个子过程中的安全性先分别研究,再整合成整体分析框架,为实现半潜船运输特重大件货物全程安全控制提供了理论分析方法,为进一步深入研究奠定了基础。
程江华[5]2017年在《重大件运输双体船结构安全性直接计算研究》文中研究说明重大件运输双体船因甲板较宽,稳性与操纵性良好的特点突出而具有较好的应用前景。在运营中,它可以有效减少单位运输费用,减少中转运输环节,创造较高的经济效益。由于船体结构在风浪中航行受到的载荷极其复杂,准确的船体结构强度分析依然是船体设计和检验过程中的关键问题。梁理论是把船体看作一段变截面的梁,做了很多假定与近似,伴随船舶行业的发展,船体结构更加复杂,梁理论方法的劣势日益凸显。80年代后期,计算机科学迅猛发展使得将船体的局部结构或者全船有限单元法的分析成为可能,船体结构安全性与可靠性分析从此有了革命性的突破,因此船舶结构强度有限元直接计算的应用日趋增多,并成为越来越重要的技术手段。本文从双体船运输发展趋势的角度详细分析了船舶的结构特点和整体性能。根据中国船级社《钢质内河船舶建造规范》(2016)和《国内航行海船建造规范》(2016)要求,对双体船进行结构设计。依据结构设计图纸建立全船三维有限元模型,并对其加载方式、边界条件等进行了讨论,对不同工况下的结构强度水平进行直接计算。本文依据中国船级社《钢质内河船舶建造规范》(2016)规定的强度标准,评估船体的结构屈服强度,还对船中主要局部结构如船底板、主甲板与连接桥甲板等板格进行局部强度校核;按中国船级社颁发的《钢质内河船舶建造规范》(2016)的相关规定,计算和评估在砰击作用下连接桥底部结构的强度。本文研究工作对重大件运输双体船的结构强度有限元分析具有参考价值,研究结论对重大件运输双体船结构设计及优化具有一定指导意义。
许旸[6]2015年在《半潜船性能计算与重大件运输》文中研究指明随着全球经济一体化的进程加快,特别是海洋经济的发展,半潜船在进行海洋工程作业和重大件货物运输项目的优势日益明显,在整个航运市场中扮演的角色也日益重要。半潜船是海洋油气开发和海上工程的利器,其作用不可替代。它不仅可适用于油田导管架、石油开采平台及配套海上结构物的下水；大型跨海大桥(桥拱)钢结构、集装箱桥吊的长距离运输；大型水泥沉箱、挖泥船、打桩船等工程船舶的远距离调遣；还可用于海洋石油导管架组件的“浮托法”安装。半潜船属高技术含量、高附加值船舶,通常用来运载的货物价值也非常昂贵,如大型钻井平台,其价值大大超过半潜船自身的价值。并且由于其装载的货物大都是成千上万吨的超大型设备或部件,重心高、受风面积大、稳性反应敏感,易受风浪作用的影响,稍有不慎,很容易引起货物移动、倾倒,从而导致船舶倾复的风险发生,甚至引发安全事故。本文通过对半潜船船型、稳性和船体结构的研究,详细分析了半潜船设计性能计算中需重点考虑的几个难点或特点,如：如何合理规划半潜船的载重能力、下潜深度；压排载调载系统的选择、定位系统的选择；船舶主尺度的选取原则；空船重量重心控制及采取的措施；储备浮力与重量重心及装载目标实现的关系；完整稳性及突风横摇、破舱稳性,下潜作业稳性适用的规范规则；下潜作业操作程序的设计。还对船舶结构强度中影响船舶性能的几个关键问题,如：全船骨架形式的选择；中剖面设计；静水弯矩和静水剪力计算；波浪弯矩和波浪剪力计算等要素进行了较为详细的论述。并根据笔者实际工作中参加半潜船下潜装载/起浮卸载重大件货物典型案例的实操经历,分析了半潜驳在下潜/起浮装卸货物作业船舶稳性的变化情况,对半潜船下潜作业操作技术进行了有益的探索。对半潜船下潜/起浮作业的操作方法和程序进行了总结,以利于船舶操纵人员或其他作业人员了解半潜船在半潜作业时稳性的变化规律,确保半潜船操作安全,避免装卸货潜浮作业意外事故的发生。为半潜船的设计及其下潜/起浮的操作提供参考。
左惟东[7]2017年在《海运甲板重大件设备刚性系固方案校核研究》文中研究指明近年来,重大件运输已成为远洋运输市场中的重要组成部分。重大件设备通常都具有超高、超长、超重的特点,积载在船舶甲板上,多采用刚性系固方式。目前国内外针对重大件刚性系固校核评判没有明确的、有效的规范。由此,重大件设备运输过程中因重大件设备系固原因引起的事故时有发生,造成了生命和财产损失。因此,建立为之有效的刚性系固方案校核评判规范,确保系固方案的安全性,已成为一个重要课题。本文从甲板重大件设备的种类及其刚性系固设备入手,研究重大件所受外力的计算方法,分析基于直接计算法的刚性系固校核方法。结合有限元思想,提出了基于ANSYS的重大件设备刚性系固方案校核方法。本文采用基于ANSYS的重大件刚性系固方案校核方法对某一工程实例刚性系固方案进行校核,分别对装船机设备、系固设备和局部船体的结构强度进行校核。校核结果显示:螺旋钢管和插板的连接处出现了应力集中,应力值接近螺旋钢管材料的许用应力值,建议在螺旋钢管和插板的连接处设置应力释放孔;装船机设备、系固设备和局部船体的强度均满足要求。该校核结果表明该刚性系固方案是安全有效的,与使用直接计算校核方法所得结果相同。基于ANSYS的重大件刚性系固方案校核方法输出的应力结果直观、可靠,能精确地找到系统结构强度的薄弱区域,由此改良其刚性系固方案,具有实际应用价值。本论文的研究成果对重大件设备刚性系固方案的校核评判具有一定的指导意义,为国内研究重大件海上安全运输提供了技术支持。
罗忠卿[8]2009年在《大型甲板货船参数化设计与结构屈服屈曲强度直接计算研究》文中指出与传统的货物运输不同,用于重大件运输的甲板货船是一种不同于一般货物运输的特殊船舶。该类货船具有很大的承载甲板,适宜于装载重大件货物,即一些特殊的超长、超宽、超重的货物(如海洋平台模块、大型设备、集装箱岸桥吊等)。这类船舶有些带自航能力,有些不能自航,但他们的共同特点是方形系数比较大,长宽比较小,对航速要求比较小,但对载货要求比较高。该类型船舶多为肥大型,通常型线比较简单,结构形式相对固定,所以将参数化设计技术引入该种船舶的设计当中是可行的。在船舶设计中,AutoCAD软件是一个具有强大图形绘制功能的软件。然而,由于不是专门为船舶与海洋工程专业而设计的,因此把它直接应用到船体结构设计中还是有很大的不便,剖面尺寸的微小改变都会引起相应结构的变化,修改繁琐且耗时。因此,为了更好的利用它进行船体结构设计,必须在此基础上进行二次开发,来完成船体结构图的参数化设计。船舶结构的规范设计基本上以船体梁理论以及大量经验公式为基础,存在一定的弊端和局限性。由于装载货物的需要,船舶尺度的不断增大、尺度比超出了规范规定的范围、特殊复杂的结构形式以及新船型的开发,对大型船舶以及新型船舶进行船体结构有限元分析,是船舶结构设计必不可少的手段。这种方法是目前船体强度分析最能精确预报结构对载荷响应的结构分析方法。本文首先是在AutoCAD软件的平台上进行二次开发来实现船舶结构的参数化设计。作者详细研究了AutoCAD ActiveX技术和AutoCAD对象模型以及用VBA开发应用程序的常用步骤,并在AutoCAD2004平台上通过编写大量程序实现了对一艘125m大型甲板货船的结构参数化设计,实现对结构的尺寸控制,完成图纸的自动绘制和输出。然后将程序自动生成的结构图导入有限元分析软件MSC.patran/Nastran,对该船进行全船结构强度有限元准静态分析计算。完成了对结构设计是否合理,结构屈服与屈曲强度是否满足规范要求的评估和研究。
陈益平, 张勇[9]2018年在《载运履带式车辆装备的船舶局部强度校核》文中研究指明[目的]为提高载运履带式车辆装备的船舶局部强度校核的准确性,减少因承载过重而导致船舶变形甚至断裂的情况发生,实现军事装备的安全运输,[方法]对装备航运过程中的受力(包括重力、系固力、惯性力、波溅力、风压力以及摩擦力)进行分析,结合船舶甲板板架结构的特点,考虑船体腐蚀所带来的不利影响,利用工程力学原理,对船舶局部强度校核方法进行修正。[结果]得出了稳性校核和强度校核修正公式。[结论]实例验证发现,修正公式计算的精确度大于未修正的校核公式,能有效避免船舶事故的发生,可为民船载运履带式车辆装备提供技术参考。
黄雨促[10]2017年在《半潜船载运自升式钻井平台积载与系固研究》文中研究表明随着陆地油气资源开采力度的逐渐加大和油气储量的不断减少,海洋油气资源已成为当今世界关注的焦点和开发的重点。自升式钻井平台作为海上油气资源开发的重要设备之一,由于其优良的定位能力和作业稳定性,在大陆架海域的油气勘探开发中发挥了重要的作用。但是自升式钻井平台的重量和体积均很大,且外观不规整,在从港口到作业海域或者作业海域之间进行转换作业的过程中,由于没有自航能力,其运输过程一直都是关注的焦点。现行的做法主要是采用干拖的方式对自升式钻井平台进行运输,其中以自航式半潜船的运输为代表。由于自升式钻井平台重心高、重量大,采用柔性系固的传统系固方法已经不适用于其系固工作,通常情况下都采用刚性系固,本文将基于这种系固方式对自升式钻井平台的运输进行研究。本文以半潜船对自升式钻井平台的运输为研究对象,主要从钻井平台的积载和系固两个角度分析采用半潜船运输的可行性。积载主要考虑了钻井平台的积载情况、积载方式、船舶稳性、减小受力、垫木布置以及垫木和甲板的强度等方面的因素。利用线性规划的方法确定了合理的垫木布置方式,并给出核算垫木和甲板局部强度的方法。在深入研究材料力学的基础上提出钻井平台系固方案有效性的校核方法,并利用ANSYS有限元法建模校核钻井平台的系固方案,最后利用实例计算证明了利用公式法核算系固方案的有效性是可行的,对采用半潜船运输钻井平台具有重要的实际意义。本文得出的结论可以推广到半潜船对其他类似重大件货物的运输上,同时也为相关的半潜船公司运输自升式钻井平台在制定积载和系固方案时提供了参考和借鉴。
参考文献：
[1]. 装载重大件情况下船体结构局部强度校核研究[D]. 饶南. 大连海事大学. 2000
[2]. 重大件运输中驳船结构问题的计算、分析与研究[D]. 黄贤俊. 武汉理工大学. 2003
[3]. 大型半潜船船体强度的有限元分析[D]. 吴鑫鑫. 华南理工大学. 2015
[4]. 半潜船运输特重大件货物安全控制研究[D]. 苏晨. 大连海事大学. 2012
[5]. 重大件运输双体船结构安全性直接计算研究[D]. 程江华. 大连海事大学. 2017
[6]. 半潜船性能计算与重大件运输[D]. 许旸. 大连理工大学. 2015
[7]. 海运甲板重大件设备刚性系固方案校核研究[D]. 左惟东. 大连海事大学. 2017
[8]. 大型甲板货船参数化设计与结构屈服屈曲强度直接计算研究[D]. 罗忠卿. 武汉理工大学. 2009
[9]. 载运履带式车辆装备的船舶局部强度校核[J]. 陈益平, 张勇. 中国舰船研究. 2018
[10]. 半潜船载运自升式钻井平台积载与系固研究[D]. 黄雨促. 大连海事大学. 2017