超大型礦砂船全船結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算及內(nèi)部貨物載荷分布研究.pdf

1、超大型礦砂船ULOC(Ultra Large Ore Carrier)擁有巨大裝載容量，在世界航運(yùn)業(yè)高速發(fā)展的新時(shí)期具有廣闊的市場(chǎng)前景，而我國(guó)現(xiàn)已成為世界上最大的鐵礦石消費(fèi)國(guó)，因此研究和開發(fā)超大型礦砂船對(duì)實(shí)現(xiàn)我國(guó)船舶工業(yè)“國(guó)輪國(guó)造”、“國(guó)能國(guó)解”的目標(biāo)具有重要而現(xiàn)實(shí)的意義。超大型礦砂船在結(jié)構(gòu)上與傳統(tǒng)的散貨船有較大的差異，其典型橫剖面具有鮮明的特點(diǎn)，且船體本身超大型化的要求使得其結(jié)構(gòu)性能備受關(guān)注。超大型礦砂船由于船體結(jié)構(gòu)的特殊性和船體尺度

2、的超大型化，超出了現(xiàn)有規(guī)范的使用范圍，因此需采用全船有限元方法對(duì)船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算。本文在研究超大型礦砂船全船分析的基礎(chǔ)上，探討了超大型礦砂船全船結(jié)構(gòu)有限元模型和質(zhì)量模型的建模方法、波浪載荷計(jì)算方法和內(nèi)部貨物載荷計(jì)算方法，以及解決全船載荷動(dòng)態(tài)平衡的慣性平衡處理技術(shù)，形成了一整套超大型礦砂船全船結(jié)構(gòu)強(qiáng)度直接計(jì)算流程。針對(duì)超大型礦砂船內(nèi)部礦砂載荷的模擬，本文借鑒擋土墻上土壓力計(jì)算模型，在經(jīng)典土壓力理論的基礎(chǔ)上，應(yīng)用水平層分析法，分析了散粒

3、礦砂貨物對(duì)貨艙艙壁的壓力分布。與經(jīng)典的庫(kù)侖主動(dòng)土壓力理論和散貨船共同規(guī)范計(jì)算公式所得的壓力為線性分布不同的是，本文所得的斜艙壁壓力分布呈現(xiàn)出非線性特征，特別是在接近內(nèi)底的斜艙壁下端，壓力會(huì)明顯變小，這一現(xiàn)象與實(shí)船測(cè)量結(jié)果的趨勢(shì)比較一致。通過對(duì)比上述幾種方法的壓力分布，綜合考慮礦砂沉降和航行中的振動(dòng)、橫搖等因素，結(jié)合實(shí)船測(cè)量數(shù)據(jù)，得到簡(jiǎn)便而又相對(duì)準(zhǔn)確的計(jì)算公式，為超大型礦砂船強(qiáng)度校核的內(nèi)部礦砂載荷計(jì)算提供參考依據(jù)。本文以一條45萬(wàn)噸級(jí)的超