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3200T油船舱段结构有限元分析

3200T油船舱段结构有限元分析
3200T油船舱段结构有限元分析

800T油船基本结构图识读与绘制教学案例(精)

基本结构图识读与绘制 800T油船基本结构图的读图案例: 800T油船基本结构图(详图见工程图纸一栏): 以800T油船为例来说明识读基本结构图的方法与步骤。 一.了解全船结构的概貌 主要是以中纵剖面图为主,结合甲板图、平台平面图和舱底图,了解全船结构的概貌。如甲板的层数和位置、双层底设置的区间、主船体内纵、横舱壁以及大开口(如机舱口、货舱口等)的位置。 1.确定全船的甲板层数及设置位置 即确定主船体甲板和上层建筑甲板的层数,再结合相应的甲板图,确定它们的设置位置及高度。有的基本结构图将上层建筑各层甲板间高度列在主尺度栏中,识读时还要参见主尺度栏。 图中800吨油船有一层连续甲板,即主甲板,从船首一直通到船尾。尾部有尾楼甲板、艇甲板、驾驶甲板、罗经甲板,它们与主甲板构成尾部上层建筑的四层空间。尾楼甲板设置在自船尾至#38肋位之间,距主甲板2600mm;艇甲板设置在#8-#38肋位之间,距尾楼甲板2500mm;驾驶甲板设置在#26-#35肋位之间,距尾楼甲板2500mm;罗经甲板也是设置在#26-#35肋位之间,距尾楼甲板2400mm。首部有首楼甲板,与主甲板形成首楼空间,位于#84肋位至船首范

围内,距主甲板2550 mm。各层甲板在图中均以粗实线表示其剖面。 2.了解内底设置 根据纵剖面图中内底板的剖面为粗实线,并结合舱底图内底板的排列,了解内底板的设置区间。 从该船的纵剖面图的粗实线看出,内底板设置在#25-#86肋位之间,结合船底图,可以了解到内底两边还向船尾延伸到#24肋位,其余部分为单底结构。 3.了解主船体横舱壁的设置 结合上甲板图和平台图可以了解主船体横舱壁的位置、数目、水密还是非水密,从而了解到舱室沿船长划分的情况。 根据中纵剖面图中横舱壁为粗实线可知,主船体在#3、#6、#11、#35、#39、#55、#68、#84、#86、#93设置了横舱壁,结合总布置图可知,沿船长方向、由尾向首将主船体划分为了舵机舱(下面是艉尖舱)、淡水舱、冷却水舱、机舱、油泵舱(左右为柴油舱)、第3货油舱、第2货油舱、第3货油舱、前压载水舱、淡水舱、艏尖舱。结合图中相应肋位处不可见板材的简化线和板材的剖面简化线可知这些横舱壁均为水密舱壁,对照主甲板图可以看出,水密的横舱壁是以轨道线表示的。 4.了解主船体纵舱壁的设置 结合各层甲板图可以了解到纵舱壁的位置,沿横向舱室的划分情况,从中还可以了解到纵舱壁上开口的布置。 对照主甲板图中纵向的轨道线及粗虚线可知,该船在#6- #11、#35 - #39、#39- #42肋位之间在船的两侧对称地设有水密纵舱壁;在#39-#84肋位之间的中线面内设有水密纵舱壁,即中纵舱壁;在#84-#86肋位之间的中线面内设有非水密纵舱壁(粗虚线表示)。 纵舱壁从#39肋位向船尾有自然过渡的结构。过渡部分在主甲板平面图中用粗双点划线表示,其结构形式及其断面尺寸可在纵剖面图中的相应位置查得。另外,纵舱壁的板厚分布及开口情况也可从纵剖面图中得到。

轴对称问题有限元法分析报告

轴对称问题的有限元 模拟分析

一、摘要: 轴对称问题是弹性空间问题的一个特殊问题,这类问题的特点是物体为某一平面绕其中心轴旋转而成的回转体。由于一般形状是轴对称物体,用弹性力学的解析方法进行应力计算,很难得到精确解,因此采用有限元法进行应力分析,在工程上十分需要,同时用有限元法得到的数值解,近似程度也比较好。 轴对称问题的有限元分析,可以将要分析的问题由三维转化为二维平面问题来解决。先是结构离散,然后是单元分析,再进行总纲集成,再进行载荷移置,最后是约束处理和求解线性方程组。分析完成之后用ABAQUS软件建模以及分析得出结果。 关键字:有限元法轴对称问题ABAQUS软件 二、前言: 1、有限元法领域介绍: 有限单元法是当今工程分析中获得最广发应用的

数值计算方法,由于其通用性和有效性,受到工程技术界的高度重视,伴随着计算机科学和技术的快速发展,现在已经成为计算机辅助设计和计算机辅助制造的重要组成部分。 由于有限元法是通过计算机实现的,因此有限元程序的编制以及相关软件的研发就变得尤为重要,从二十世纪五十年代以来,有限元软件的发展按目的和用途可分为专用软件和大型通用商业软件,而且软件往往集成了网络自动划分,结果分析和显示等前后处理功能,而且随着时间的发展,大型通用商业软件的功能由线性扩展到非线性,由结构扩展到非结构等等,这一系列强大功能的实现与运用都要求我们对有限元法的基础理论知识有较为清楚的认识以及对程序编写的基本能力有较好掌握。 2、研究报告目的: 我们小组研究的问题是:圆柱体墩粗问题。毛坯的材料假设为弹塑性,弹性模量210000MPa,泊松比0.3,塑性应力应变为

12000DWT近海成品油船主尺度确定

1船舶主要特点 (2) 1.1船型、航区及用途 (2) 1.2船级 (2) 1.3航速、续航力及自持力 (2) 1.4设备 (2) 1.5乘客编制及配置 (2) 1.6 要求完成的设计内容 (2) 2船舶主要要素确定 (3) 2.1排水量初步估算 (3) (3) 2.1.1选取载重量系数 DW 2.1.2排水量△初步估算 (4) 2.2初步拟定主尺度及方形系数 (4) 2.2.1主尺度比法 (4) 2.2.2统计法 (4) 2.3初选主机 (5) 2.4空船重量估算 (5) 2.4.1钢料重量估算 (5) 2.4.2 舾装重量估算 (5) 2.4.3 机电设备的重量估算 (5) 2.5重力与浮力平衡 (6) 2.5.1诺曼系数法修改主尺度 (6) 2.5.2重新计算校核 (6) 2.6载货量Wc计算 (6) 2.7稳性校核 (7) 2.8航速校核 (8) 2.8.1估算总推进系数 (9) 2.8.2估算设计船的有效功率 (10) 2.8.3绘制有效功率曲线(EHP-V曲线) (11) 2.8.4航速校核 (11) 2.9舱容校核 (12) 2.9.1双层底高度及双层壳宽度计算 (12) V (12) 2.9.2本船所能提供的总容积 D V (12) 2.9.3货油舱能提供的容积 tk 2.9.4压载水舱(即双层壳之间)能提供的容积: (12) V (13) 2.9.5货油所需容积 cn V (13) 2.9.6压载水舱所需容积 bn 2.9.7校核 (13) 2.9.8小结 (13) 参考文献 (14)

1船舶主要特点 1.1船型、航区及用途 本船为钢质、具有连续甲板、首楼和尾上层建筑、球鼻艏线型、倾斜艏、混合骨架全电焊结构、双底、单桨、单舵、艉机型、单柴油机驱动的散货(成品油)船、航区为近海航区。 1.2船级 本船按“CCS”有关规定设计 1.3航速、续航力及自持力 本船试航速不低于10.5kn;续航力3000n mile; 1.4设备 锚、系泊、舵、工作、救生、消防及航行信号等设备根据规范要求及实际需要配置1.5乘客编制及配置 乘员人数按需要及调查后自定,室内设施按舱室设备规范配置 1.6 要求完成的设计内容 1)确定主尺度及主要要素 2)进行总布置设计、绘制总布置草图 3)编写设计报告书

大型油船横向结构优化设计

第21卷第2期2007年4月 江苏科技大学学报(自然科学版) Journal of J iangsu University of Science and Technol ogy(Natural Science Editi on)   Vo1121No12 Ap r.2007 文章编号:1673-4807(2007)02-0001-05 大型油船横向结构优化设计 邵雄飞1,俞铭华1,郭小东2 (1.江苏科技大学船舶与海洋工程学院,江苏镇江212003; 2.英国劳氏船级社上海代表处,上海200001) 摘 要:大型油船较之一般油船的横向结构受力大,在整个舱段优化设计中必须考虑横向结构的优化问 题。将横向结构简化成T型材,从DNV(挪威规范)中提取相应的约束条件,以单个横向结构重量最轻为 目标函数建立数学模型,采用变尺度混沌算法对其进行优化设计。 关键词:大型油船;横向结构;优化设计;变尺度混沌算法 中图分类号:U661142 文献标识码:A O pti m i za ti on of Tran sverse Structures of Large Crude O il Carr i er SHAO X iongfei1,YU M inghua1,G UO X iaodong2 (1.School of Naval A rchitecture and Ocean Eng.,J iangsu University of Science and Technol ogy,Zhenjiang J iangsu212003,China; 2.Shanghai B ranch of B ritish L l oyd’s Register of Shi pp ing,Shanghai200001,China) Abstract:Co mpared t o the co mmon oil tanker,the transverse structure of large oil tankers will suffer fr om great forces,s o the op ti m u m design should be considered in the design of the transverse structure.A mathe matic model is built fr o m which the transverse structure can be si m p lified t o T secti on.The constraint conditi ons are obtained fr o m DNV and a g oal functi on of m ini m alweight is deter m ined for the single transverse structure.The mathe matic model is then op ti m ized with the method of variati on scale chaos. Key words:large oil tanker;transverse structure;op ti m u m design;variati on scale chaos 0 引 言 近年来新建的油船主要是巴拿马型以上的大中型油船。其中阿夫拉型(Afra max:8~10万载重吨)、苏伊士型(Suez max:1315~15万载重吨)以及超大型油船(VLCC:20~30万载重吨)的订造量增长较为明显。通常将载重量在35万吨以上的称为超级油船(ULCC);载重量在20~35万吨之间的称为超大型油船(VL2 CC);载重量在10~20万吨之间的称为大型油船。其中大型油船和超大型油船是本文关心的主要船型。有文献认为油船的横向结构所占比重较小,优化效果不大而将其作为已知量[1]。但对于大型油船来说,横框架间距在510~612m之间,双壳间横隔板、肋板、甲板强横梁、纵舱壁垂直桁材组成的横向平面强框架受力较大。文献[2]研究了15万吨的油船中剖面优化设计。指出了横向结构虽然不如总纵强度重要,但横收稿日期:2006-07-14 基金项目:企业协作技术攻关课题(校编2003119) 作者简介:邵雄飞(1982-),男,江苏常州人,江苏科技大学硕士研究生。

24000DWT成品油船方案设计

24000DWT成品油船方案设计 The General Design Of a 24000 DWT Product Oil Tanker 学院(系):船舶工程学院 专业:船舶与海洋工程 学生姓名: 学号: 指导教师: 评阅教师: 完成日期:年月日

24000DWT成品油船方案设计 摘要 本次毕业设计的具体任务为24000DWT成品油船的方案设计,该船航行于我国近海区域。 在设计过程中着眼于确保船舶的适用性,保证其能够较好地完成设计任务书中规定的使用任务。本次设计涉及多个方面,大体上来说,可以分为下面六个部分: 1、主要要素确定 根据设计任务书的要求,初步确定设计船的主尺度、船型系数和排水量等主要要素,并对其稳性、航速、容积等进行校核,最终确定设计船的主尺度。 2、型线设计 采用“1-C p”法改造母型船水下部分型线,水线以上部分自行设计,考虑型深、布置等方面的要求,同时注意与水下部分型线的配合,最终得到设计船的型线图。 3、总布置设计 按照规范要求并参考12000DWT母型船进行总布置设计,区划船主体和上层建筑,布置舱室设备。 4、静力学及完整稳性计算 对设计船的装载情况、浮态、初稳性、完整稳性等进行计算,并绘制静水力曲线、舱容要素曲线、稳性横截曲线、静稳性曲线和动稳性曲线等,以确定设计船满足设计任务书和规范的要求。 5、快速性计算及螺旋桨设计 δ图谱设计螺旋桨的直径和其它参数。保证船、机、桨三者的配合,以提高设计船的整体性能。 6、船体结构设计 参考母型船,按照按照CCS《国内航行海船建造规范(2006)》的规定,对设计船进行货舱区的结构设计,选取构件,并校核总纵强度,以保证结构设计合理。最后绘制典型横剖面图。 关键词:成品油船;主尺度;型线;总布置;稳性;螺旋桨

ANSYS-WORKBENCH全船结构有限元分析流程

一、建立有限元模型 与ANSYS经典版相比,WORKBENCH的操作界面更加美观,建模、分析的过程更加智能化,更容易上手。但作为一个专注于有限元分析的软件,其日渐强大的建模模块(Geometry)对建立复杂的船体曲面仍显得力不从心。因此需要在其他建模软件(笔者使用了SolidWorks)中建立船体实体模型后导入WORKBENCH中,完成随后的建模和分析工作。 鉴于实体单元在计算中消耗过多的内存和计算时间,本文采用概念建模(Concept)的方法将船体板定义为无厚度的壳体(SurfaceBody),将船体骨架定义为线体(Line Body),壳体和线体划分的网格类似于经典版的壳单元(Shell)和梁单元(Beam)。 1.导入实体模型 可采用多种方法导入,如直接将模型文件拖入WORKBENCH的ProjectSchematic(项目概图)窗口,如图1所示。还可双击启动Geometry模块后,在其File菜单中选择导入命令,导入后的模型如图2所示。 模型已冻结,分为船体和上层建筑两部分,船首指向X轴正向,船体上方指向Z轴正向。坐标原点位于船体基平面、中站面和中线面的交点处。 图2导入后的模型 2.生成舷墙 (1)在中纵剖面(ZXPlane)建立草图(NewSketch),进入绘制草图模式。点击“TreeOutline”→“Sketching”,沿甲板边线位置绘制一条曲线。返回模型模式,点击“Sketching”→“Modeling”→“Extrude”,生成一个SurfaceBody。

(2)沿甲板将船体分开,点击 “Create”→“Slice”,在“DetailView”窗口“SliceType”选项中选择“SlicebySurface”项,“TargetFace”选择上一步生成的SurfaceBody,“Slice Targets”选项中选“SelectedBodies”,点选船体结构→“Apply”→“Generate”,原来的船体分成两部分,上面是舷墙部分,下面是船舱部分,如图3所示。 图3船体分为两部分 这时生成的SurfaceBody已完成历史使命,可将其抑制(Suppress)掉了。注意不是把拉伸操作Extrude1、而是生成的面SurfaceBody抑制掉。 (3)生成舷墙:选择(2)中生成的舷墙部分进行抽壳,点击“Thin”→“Surface”,在“DetailView”窗口“Selection Type”选项中,选择“FacetoKeep”项,保留舷墙部分,设置厚度为0,然后点选“生成”。 3.生成船体外表面 本文使用的船舶钢板厚度都是一样的,可将上层建筑与船体一起定义。倘若船体各处钢板厚度不同,计算过程中可分别定义各钢板的厚度。 (1)布尔并运算:点击“Create”→“Boolean”,在“DetailView”窗口Operation选项中选择Unite项,“Tool Bodies”选择上层建筑生成的船舱部分,然后点选“生成”。 (2)生成船体表面:选中(1)中生成的体,然后抽壳,保留全部外表面,厚度设置为0。抽壳后将在图4所示的蓝色区域内产生甲板大开口状,需要补上去。 (3)补全甲板:点击“Concept”→“Surfaces From Edges”,选中图4所示蓝色线条位置处的4条边,然后生成1个面。 图4抽壳后甲板位置有开口 4.在船体骨架位置处生成边 船体是一个板架结构,除了钢板之外还应该有骨架。有限元模型中骨架必须位于船体板上,以免计算时骨架与板分离造成计算结果错误。为了保证模型的骨架位于船体板上,需要在船体板上添加边(edges),以便在边上生成骨材(LineBody)。

对称与不对称双塔连体结构的动力特性分析

对称与不对称双塔连体结构的动力特性分析 发表时间:2011-04-01T16:02:06.733Z 来源:《价值工程》2011年第3月上旬作者:滕振超何金洲 [导读] 以某十八层对称双塔结构和十八-十六层不对称双塔结构为例 滕振超 Teng Zhenchao;何金洲 He Jinzhou (东北石油大学土木建筑工程学院,大庆 163318) (School of Civil Engineering,Northeast Petroleum University,Daqing 163318,China) 摘要:以某十八层对称双塔结构和十八-十六层不对称双塔结构为例,通过ANSYS有限元分析软件,建立了两种结构的三维有限元模型,并对比分析了两种结构的动力特性,为这两种结构的设计应用积累经验。 Abstract: Citing one 18-floor symmetrical double-tower structure and one 18-floor and 16-floor unsymmetrical double-tower structure as examples, tridimensional finite element model is built according to ANSYS finite element analysis software. On the basis of it, the contrastive analysis of dynamic characteristics of the two double-tower connected structures is carried out, and experience is accumulated for the design and exploit of the two structures. 关键词:有限元分析双塔连体结构动力特性 Key words: finite element analysis;double-tower connected structure;dynamic characteristics 中图分类号:TU311.3 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2011)07-0061-02 0 引言 随着我国建筑业的迅速发展,高层多塔结构的应用也逐渐增多,其中以双塔结构应用最为广泛。高层建筑结构尤其是双塔结构体系的设计要求必须分析清楚结构本身的动力特性,结构的受力特点。双塔结构一般分为对称和不对称两种形式,有时建筑师为了追求设计的效果,经常采用非对称双塔结构来实现设计意图。与对称结构相比,不对称结构的布置形式多变,使得结构设计分析也非常困难。工程实践表明,不对称双塔结构的平扭耦联振动是其地震反应的主要特性,从而导致不同结构形式下的地震作用效应差别较大,地震和风荷载作用下结构受力复杂。对不对称双塔结构的动力特性进行分析,对此类结构的概念设计非常重要。本文运用ANSYS有限元分析软件,对对称和不对称双塔结构的动力特性进行了分析比较,从而对此类结构的设计和应用奠定基础。 1 三维有限元分析模型 某双塔楼连体结构为十八层钢筋混凝土结构,总高度54m,层高为3m,对称双塔连体结构简图如图1所示,不对称双塔连体结构总高度54m,层高3m;右塔十八层,左塔十六层,不对称双塔连体结构简图如图2所示;两种结构的三维有限元模型见图3和图4。梁柱均采用BEAM188单元,该单元基于铁木辛柯梁结构理论,并考虑了剪切变形的影响,楼板采用SHELL63壳单元。构件选型及材料见表1。

2015年油船与散货船将统一结构规范

2015年油船与散货船将统一结构规范 (2014-01-24) 编辑发布:中国船舶在线阅读次数:8次CSR-H获IACS正式通过,IACS还决定将对集装箱船结构安全制定统一要求 于伦敦当地时间2013年12月18~19日召开的国际船级社协会(IACS)第68次理事会,一致通过了油船及散货船协调版共同规范(CSR-H),并最终确定规范执行时间。新规范将适用于2015年7月1日或之后签订建造合同、船长在150米以上的油船和船长在90米以上的散货船。 虽然规范执行时间比此前业界预期的时间都要晚,但还是赶在了国际海事组织(IMO)目标型船舶建造标准(GBS)2016年7月1日的实施节点之前。CSR-H按GBS要求编写,并将提交IMO接受符合性验证。 2006年,IACS分别颁布了油船结构共同规范(CSR OT)和散货船结构共同规范(CSR BC)。这是两本独立的规范,虽然对散货船和油船结构强度要求分别进行了统一,但两者的不协调性却饱受业界争议。因为除特殊结构外,散货船和油船在很多方面存在共性,如载荷、结构强度分析方法等,但两本规范使用不同的方法和标准。 为了消除这些技术差异,从2008年开始,IACS陆续成立了10个专项工作组,对原有的油船及散货船结构共同规范进行研究,着手研发CSR-H,并分别于2012年7月和2013年4月发布了两个版本的草稿,就规范的适用性向业界征求意见。正如IACS主席cazzulo 所说:“CSR-H是一项历史性的成果,凝聚了IACS所有成员船级社技术专家多年的心血,并汇集了工业界和政府部门的意见。” 新规范对油船和散货船在载荷、船体梁总纵强度及规定性要求、有限元分析方法、疲劳强度、屈曲强度等方面进行协调,并根据GBS要求补充了剩余强度、结构冗余度分析等内容。新规范应用之后,油船和散货船将可以采纳统一的标准,直接强度计算将覆盖船体整个货舱区。 “CSR-H的实施将弥补CSR的不足,如船中以外货舱的有限元计算,统一了各船级社这部分船体结构审核方法,也增强了船舶的结构安全性和可靠性。但是由于新规范更加依赖于直接计算,将会使船舶在设计及入级审核阶段耗费更多的人力,从而间接增加船舶的设计建造时间和资金成本。”参与CSR-H制定的中国船级社(CCS)专家介绍说。他建议国内船舶设计及建造单位利用原有的CSR设计经验,提前研究CSR-H对现有船型的影响。CCS的技术专家此次广泛参与了CSR-H的研发工作,并在屈曲项目组担任了经理。在规范草稿发布后,CCS与工信部以及12家船厂、设计单位合作,通过对我国12型散货船及油船的计算研究,总结出多项意见,并以中国造船业的名义对CSR-H草稿提出改进建议。 据相关人士透露,目前IACS成立的 10个专项工作组已基本结束了使命,CSR-H将移交至规范维护小组,在2015年7月1日之前,仍可能对规范内容进行小幅修订。 在CSR-H正式通过的同时,IACS还决定将在加强集装箱船结构安全方面采取积极行

游轮营销方案设计

黄金游轮营销方案设计 SWOT分析 竞争优势(strength): 容量大: 新一代豪华型游轮,现有7艘,总载客量约3640人,是长江上最大的游轮公司。 品质高: 由两江假日酒店管理公司专业人士负责,所以品质完全能够得到保障。 外观新: 并且游轮除黄金一号,其余七艘均是2013年首航,整体外观和内饰都新。 营销独立: 1400.平时价格 总统游轮1600- 1900.世纪游轮1800- 3000.xx 1800.长维1600-1950皇家游轮 4800.) 竞争劣势(weakness) 竞争对手多: 在豪华游轮上,目前黄金游轮竞争对手有世纪游轮、龙腾游轮、总统游轮、世纪游轮、美维游轮、皇家游轮、长维游轮。世纪游轮拥有相同黄金游轮数量,共有7艘。

定价单一: 均统一定价为2200元,虽然让消费者选择简单化,但未实现差异化营销。机会(opportunity) 国外市场增长快: 包括东南亚市场,日韩市场,并准备开发欧美市场。目前国外市场游客数量占总市场20%以上,并保持30%速度增长。(数据未确实) 国内旅游业前景良好: 三峡夔门作为人民币10元背景,在中国各旅游产品极具代表性,在国内旅游业增长的大环境下,国内市场的持续开发必将赢得更多的客户。 威胁(threat) 作为长江游轮行业生命周期来看,正处于成熟期,其特征为市场成熟,竞争对手多,利润增长稳定。我认为目前黄金游轮最大的竞争对手是世纪游轮,世纪游轮立足游轮行业12年,拥有7艘轮船,2011年上市,通过IPO募集资金,投入新船有2艘。客户群体与黄金游轮完全一致。 根据世纪游轮2013年财务报表,我们不难看出一些问题。 2013年半年度归属于母公司所有者的净利润为 99.21万元,较上年同期减 88.76%;营业收入为 1.45亿元,较上年同期增 3.33%;基本每股收益为 0.02元,较上年同期减 86.67%。每股收益 0.02元,同比下降

500t成品油船方案设计

1设计任务书 1.1 船舶用途,航区 本船为川江成品油船 本船航行于武汉—重庆的长江航线,经过三峡库区 本船航区满足B,C,K级航区,J2级航段 本船为尾楼,双螺旋桨,柴油机油船 1.2 设计和建造规范 本船按照《钢质内河船舶入级建造规范》(2002)和《内河船舶法定检验技术规则》(1999 中国船检局)进行设计和建造 1.3 船舶的主要尺度及型线 本船设计平均吃水为2.20m,其他尺度根据最佳型线及经济性选定 1.4 载重量及货油舱 船舶满载时载重量为500t ,货油密度按0.84t/3 m计,船舶货油舱长 及位置满足规范及《1973年国际防止船舶造成污染公约及其1978年议定书》,设置双底双壳,有专用压载舱,其容积符合公约要求 1.5 航速与续航力 满载速度不小于16km/h,续航力为2800km 1.6 稳性与适航性 本船应满足我国船检局稳性规范对B级航区,J2航段的要求,各种装载情况横摇周期不小于10s,首尾吃水差不大于0.015L(m),螺旋桨全部埋入水中,满载航行时无首倾 1.7 船体结构 船体结构采用纵横混合骨架形式 1.8 船舶设备及甲板机械 对货油装卸设备,安全,消防设备,救生设备,管系设备,锚机,舵机,绞缆机等都提出较详细规定(从略) 1.9 动力装置 C-2,260KW2台 主机:采用淄博柴油机厂Z6170Z L 锅炉:设全自动燃油锅炉一台 1.10 电气设备 对电源种类,配电系统,电缆及照明,通讯导航设备等方面的要求(从略) 1.11 船员定额及舱室布置

船员定额为18人 船员中由船长,轮机长,水手,厨工,报务员等组成 对船员舱室布置要求:船长,轮机长为单人房间,其余均为四人间 对公共舱室的要求:小餐厅一间,公共厕浴室一间 2 主尺度的确定 2.1 母型船资料 为了解决设计要求中吨位小,装载量大和主机功率小,吃水浅而航速要求高这两大矛盾,本文广泛收集了国内外现有中小型油船的资料并加以分析,从中吸取其优点 与本设计船相近载重量的母型船主尺度资料如表2.1所示,其详尽资料见附录一.

船舶结构强度有限元计算分析中的技巧

船舶结构强度有限元计算分析中的技巧 陈有芳、章伟星 中国船级社北京科研所

船舶结构强度有限元计算分析中的技巧 Skills of Ship Structural Strength Analysis By FEM 陈有芳、章伟星 (中国船级社北京科研所) 摘要:在对船舶结构进行有限元计算分析和评估中,一般采用的是舱段板梁模型,不可避免要面临应力的选取问题。对于弯曲板单元,有限元计算输出的应力包括上下表面的应力,我们在评估中一般采用中面应力作为工作应力,中面应力应该是上下表面应力的平均,如果在实际操作中采用上下表面应力的平均的方法来得到中面应力,将比较麻烦,也不直观。本文对在船舶结构有限元分析评估中采用中面应力作为工作应力的原理、方法以及如何在MSC.Patran中如何得到中面应力的技巧做一介绍,供船舶结构分析工程师参考使用。并做了一些测试和分析。 关键词:船舶结构有限元强度中面应力 MSC.Patran Abstract: In analyzing and evaluating of ship structures by FEM, a plate-beam FE model within holds is generally used and it is unavoidable to solve how to select the stress used. For bending plate, the output stresses include the stresses of up-surface and lower-surface, but in ship structure strength analysis, the mid-surface stress is used as applied stress in general. As we know, the mid-surface stress is the average value of up-surface stress and the lower-surface stress. It is discommodious to obtain the mid-surface stress by the up-surface stress and lower-surface stress in practice. The paper introduces the theory and method of using the mid-surface stress as the applying stress in ship structure strength analysis, and the skills about how to obtain the mid-surface stress in MSC/PATRAN. Some tests and analysis have also been carried in this paper. Keys:Ship Structure Finite Element Strength Mid-surface Stress MSC.patran 1 概述 一般来讲,对承受面外压力的板进行强度校核时,应对板的上下表面应力进行校核,相应的强度标准也是对应的上下表面应力,这些均应该建立在能对板的应力精确计算的基础上。在工程应用上,强度标准建立在相对假设的基础上的,即所谓的相对强度标准,所采用的强度标准也应该根据所采用的强度理论和采用的有限元模型简化程度来选取对应的应力。

沿海油船方案设计【文献综述】

文献综述 船舶与海洋工程 沿海油船方案设计 一、引言 成品油轮的设计和制造需要遵守有关规范,规则和公约,满足防污染公约等要求,需要较高的安全可靠性,为了满足较高的安全可靠性需求,成品油轮需要复杂的温度控制系统,液货装卸系统和特殊的涂装,这些特殊的要求都需要强大的设计和制造技术实力以及丰富的经验积累,因此化学品船是船舶产品中制造难度和附加值较高的产品,成品油轮的技术难点使得成品油轮的建造成本偏高,另外成品油轮的使用年限与其他类船舶相比偏短,一般只有10至15年,因此船东们一直有延长成品油轮使用年限的强烈要求。 。 二、本课题研究的背景及意义 油轮(oil tanker),是油船的俗称,是指载运散装石油或成品油的液货运输船舶。从广义上讲是指散装运输各种油类的船,除了运输石油外,装运石油的成品油,各种动植物油,液态的天然气和石油气等。但是,通常所称的油船,多数是指运输原油的船。而装运成品油的船,称为成品油船. 油轮很容易与其它轮船区别开来,油轮的甲板非常平,除驾驶舱外几乎没有其它耸立在甲板上的东西。油轮不需要甲板上的吊车来装卸它的货物,只有在油轮的中部有一个小吊车,这个吊车的用途在于将码头上的管道吊到油轮上来与油轮上的管道系统接到一起。油轮上的管道系统从远处就可以看到。油轮卸货时所使用的泵直接放在船上。今天的油轮与几乎所有其它海轮一样配有货物计算机,这部计算机可以监视货物的装卸以及计算装卸过程中船所受的所有的力。 除油箱和管道外油轮上还配有锅炉、螺旋桨、发电机、泵(大的油轮上的装卸泵可以每小时泵上万吨液体)和灭火装置。

今天装载易燃液体的油轮都使用不燃气体充入油轮中的空的油箱的方法来防止燃烧或爆炸的危险。这些不燃气体排挤掉含氧的空气,使得油轮内空油箱里几乎完全没有氧气。有些船使用船本身的动力机构排出的废气来提炼上述的不燃气体,有些船则在卸货时从码头上充入不燃气体。 三、国内外研究发展 世界上第一艘油轮(好运号,Glückauf)是1886年7月13日首航的,它属于德国船舶公司德国—美国石油公司。它长97米,可以载3000吨油,由于大船的每吨运载价格比较低,因此油轮不断变大。虽然这些油轮非常大,但即使最大的油轮也只需要30到40名船员 截至2005年底,中国远洋油轮运力约为924万载重吨。这些油轮平均船龄18年,比全球运输船队的平均船龄大6年;中国的船舶结构也存在问题,船型偏小,单船平均载重不到10万吨。 以国内最大的三家油轮公司为例,中国海运集团拥有现役各种大小油轮83艘,运输能力为392万吨;中远集团现拥有油轮26艘,载重吨为320万吨;排名第三的招商轮船目前运营的油轮有14艘,运力为245万吨。据航运专家估计,中国大型油轮船队的规模要保证能承运50%以上进口原油,需要在2010年达到7500万吨以上的能力,2020年具备1.3亿吨以上的能力。 四、本论文主要的工作 (一)确定主尺度和排水量 (二)总布置设计、设计船型线图绘制、结构研究、性能研究。 (三)分析结果 五、参考文献 [1] 钢质海船入级与建造规范[M]. 第二分册.中国船级社,2006. [2] 钢质海船入级与建造规范[M].中国船级社,1998. [3] 顾敏童.船舶设计原理[M].上海交通大学出版社,2001. [4] 钢质海船入级与建造规范修改通报[M].中国船级社,2003.

ANSYS结构有限元分析中的网格划分技术及其应用实例

一、前言 有限元网格划分是进行有限元数值模拟分析至关重要的一步,它直接影响着后续数值计算分析结果的精确性。网格划分涉及单元的形状及其拓扑类型、单元类型、网格生成器的选择、网格的密度、单元的编号以及几何体素。从几何表达上讲,梁和杆是相同的,从物理和数值求解上讲则是有区别的。同理,平面应力和平面应变情况设计的单元求解方程也不相同。在有限元数值求解中,单元的等效节点力、刚度矩阵、质量矩阵等均用数值积分生成,连续体单元以及壳、板、梁单元的面内均采用高斯(Gauss)积分,而壳、板、梁单元的厚度方向采用辛普生(Simpson)积分。辛普生积分点的间隔是一定的,沿厚度分成奇数积分点。由于不同单元的刚度矩阵不同,采用数值积分的求解方式不同,因此实际应用中,一定要采用合理的单元来模拟求解。 CAD软件中流行的实体建模包括基于特征的参数化建模和空间自由曲面混合造型两种 方法。Pro/E和SoildWorks是特征参数化造型的代表,而CATIA与Unigraphics等则将特征参数化和空间自由曲面混合造型有机的结合起来。现有CAD软件对表面形态的表示法已经大大超过了CAE软件,因此,在将CAD实体模型导入CAE软件的过程中,必须将CAD 模型中其他表示法的表面形态转换到CAE软件的表示法上,转换精度的高低取决于接口程序的好坏。在转换过程中,程序需要解决好几何图形(曲线与曲面的空间位置)和拓扑关系(各图形数据的逻辑关系)两个关键问题。其中几何图形的传递相对容易实现,而图形间的拓扑关系容易出现传递失败的情况。数据传递面临的一个重大挑战是,将导入CAE程序的CAD模型改造成适合有限元分析的网格模型。在很多情况下,导入CAE程序的模型可能包含许多设计细节,如细小的孔、狭窄的槽,甚至是建模过程中形成的小曲面等。这些细节往往不是基于结构的考虑,保留这些细节,单元数量势必增加,甚至会掩盖问题的主要矛盾,对分析结果造成负面影响。 CAD模型的“完整性”问题是困扰网格剖分的障碍之一。对于同一接口程序,数据传递的品质取决于CAD模型的精度。部分CAD模型对制造检测来说具备足够的精度,但对有限元网格剖分来说却不能满足要求。值得庆幸的是,这种问题通常可通过CAD软件的“完整性检查”来修正。改造模型可取的办法是回到CAD系统中按照分析的要求修改模型。一方面检查模型的完整性,另一方面剔除对分析无用的细节特征。但在很多情况下,这种“回归”很难实现,模型的改造只有依靠CAE软件自身。CAE中最直接的办法是依靠软件具有的“重构”功能,即剔除细部特征、缝补面和将小面“融入”大曲面等。有些专用接口在模型传递过程中甚至允许自动完成这种工作,并且通过网格剖分器检验模型的“完整性”,如发现“完整性”不能满足要求,接口程序可自动进行“完整性”修复。当几何模型距CAE分析的要求相差太大时,还可利用CAE程序的造型功能修正几何模型。“布尔运算”是切除细节和修理非完整特征的有效工具之一。 目前数据传递一般可通过专用数据接口,CAE程序可与CAD程序“交流”后生成与CAE 程序兼容的数据格式。另一种方式是通过标准图形格式如IGES、SAT和ParaSolid传递。现有的CAD平台与通用有限元平台一般通过IGES、STL、Step、Parasolid等格式来数据

7000 DWT清油船结构强度设计【文献综述】

文献综述 船舶与海洋工程 7000 DWT清油船结构强度设计 一前言 随着经济的发展,中国对石油的需求与日剧增,石油安全问题日益突出。石油安全受国内外多种因素影响。中国要加大国内石油资源的勘探开发,实施可持续发展战略,采取多元化海内外石油供应方式,建立和完善石油安全储备体系及期货市场,以提高中国石油安全度[1]。对中国而言,构成石油安全的三大因素包括:中国油气资源状况以及国内产量、进口需求;世界石油供需状况以及价格变动;建立在国内、国外供需基础上的石油安全对策[ 2]。 二正文 中国从发展的角度出发,应当建立一定的石油储备,以防止突然出现的复杂问题,并及时做出紧急应对在2010年,中国已建成相当于30天进口量的石油战略储备规模[3]。 所谓油船:从广义上讲是指散装运输各种油类的船。除了运输石油外,装运石油的成品油,各种动植物油,液态的天然气和石油气等。但是,通常所称的油船,多数是指运输原油的船。而装运成品油的船,称为成品油船。近海油船的总载重量为30000吨左右;近洋油船的总载重量为60000吨左右;远洋的大油轮的总载重量为20万吨左右;超级油轮的总载重量为30万吨以上。最大的油轮已达到56万吨。以前油船都是单甲板、单底结构。因为货舱范围内破损后,货油浮在水面上,舱内不至于大量进水,故油船除了在机舱区域内设置双层底以外,货油舱区域一般不设置双层底。但是,油轮发生海损事故会造成污染,近年来有的大型油轮,设置双层底或双层船壳[4]。 世界经济与世界石油的生产及海运密切相关,甚至有一个互动的关系。展望世界经济的同时,有必要研究世界海上油船运输的走势[5]。国际海事组织( IMO) 海洋环境保护会( MEPC) 第50 次会议通过MARPOL 的修正案,决定单壳油船在2010 年淘汰。所以对国际油船运输市场的走势分析对各油运公司来说是必要的[6][7]。

成品油船设计

毕业设计(论文)任务书姓名班号院系 指导教师指导教师职称 一、课题名称及来源 9000DWT成品油船方案设计及结构计算 自选 二、课题内容 1、外文翻译 2、主尺度论证 3、总布置图绘制 4、型线图绘制 5、典型横剖面图绘制 6、结构设计计算书 7、毕业设计论文 三、课题任务要求 要求学生运用所学专业知识,完成整个毕业设计工作,具体包括: 1、完成外文翻译 2、总布置图、型线图和典型横剖面图绘制完工,递交纸质文件

3、完成结构计算书 4、完成毕业论文 5、必须遵守校纪校规,按时完成各阶段工作 四、同组设计者 无 五、主要参考文献 参考文献 [1] 中国船级社,散装运输液化气体船舶构造与设备规范,北京,人民交通出版 社,2005 [2] 常会青,沿海成品油船船队规划研究,大连理工大学硕士学位论文,2006 [3] 丁健飞、宫菲菲、谢新连,油船运输市场现状与发展趋势,世界海运, 2005,28,6:27~29 [4] 大连红旗造船厂《油船》三结合编写组编,油船,大连,国防工业出版社 [5] 薛水清,沿海发展船型——五万吨级肥大型油船,武汉,武汉理工大学, 1979,3:1 [6] 朱汝敬、侯华伟,油船发展与油船市场趋势,船舶经济贸易,2005,6:3 [7] 方学智、刘厚森、刘增荣,船舶设计原理,武汉,华中理工大学出版社,1998 [8] 中国船级社,国内航行海船建造规范,北京,人民交通出版社,2006 [9] 纪卓尚,油船总体设计,大连,大连理工大学出版社,2004 [10]盛振邦、刘应中,船舶原理,上海,上海交通大学出版社,2003 [11]杨永祥、茆文玉、翁士纲,船体制图,哈尔滨,哈尔滨工程大学大学出版社,1995 指导教师签字_________________ 年月

有限元中对称与反对称问题总结

对称与反对称问题总结 一、什么是对称或者反对称约束? 1、对称边界条件在结构分析中是指:不能发生对称面外(out-of-plane)的移动(translations)和对称面内(in-plane)的旋转(rotations)。 这句话可以理解为:在结构中施加对称条件为指向边界的位移和绕边界的转动被固定。 例如,若对称面的法向为X,如果你在对称面上的节点上施加了对称边界条件,那么:1)不能发生对称面外的移动导致节点处的UX(法向位移)为0。 2)不能发生对称面内的旋转导致ROTZ,ROTY(绕两个切线方向的转角)也为0。 2、反对称边界条件在结构分析中是指:不能发生对称面内(in-plane)的移动(translations)和对称面外(out-of-plane)的旋转(rotations)。 这句话可以理解为:在结构中施加反对称条件为平行边界的位移和绕垂直边界的转动被固定。 例如,若对称面的法向为X,如果你在对称面上的节点上施加了反对称边界条件,那么:1)不能发生对称面的移动导致节点处的UY,UZ(切向位移)为0。 2)不能发生对称面外的旋转导致ROTX(绕法线方向的转角)也为0。 建立对称约束的目的就是为了建模方便和减少计算量,这样就可以大大节省计算机的资源,从而更加细化网格,得到比研究整个模型更精确的结果! 注意:模态分析的时候应用对称约束会漏掉对称模态! 二、HM中的对称约束和反对称约束 这个功能在ansys中对应的为Symmetry或者unsymmetry。 HM中不能施加对称约束,但是可以直接对对称面上的节点施加单点约束就行,施加面外位移约束和面内转动约束。 即对垂直于对称面的方向施加位移约束,另外两个方向施加转动约束。 对于对称,对称面的法向移动和对称面内的转动全约束。比如对称面是yz平面,在HM 中:dof1=0 dof5=0 dof6=0。 反对称和对称正好相反,其意思对于同一个对称面,反对称和对称所约束的自由度正好相反。 对称中自由度如果是自由,反对称时被约束;对称中被约束的自由度,反对称时自由。 如果是实体单元,则没有旋转自由度;只需要约束UX或者UY,或者UZ即可。 三、HM中的3D对称问题 1、平面对称约束的施加方法? OXY平面对称:等价于约束UZ,RotZ OXZ平面对称:等价与约束UY,ROtY OYZ平面对称:等价于约束UX,RotX; 以上所说的约束应该施加在正好位于对称平面上的面上的节点上。 2、轴对称约束(周期对称约束)比如1/3轴对称? hyperworks中的radioss 可以做轴对称约束,只不过是通过间接方法实现的。 首先必须满足下面的三个必要条件: 1、几何模型完全对称 2、约束完全对称 3、载荷完全对称 注意:

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