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T型驳船过渡区域的设计及强度分析

发布于:2016-03-08 18:02
强度分析

      近些年来,随着我国经济的增长以及陆上资源的日渐枯竭,资源开发向海洋进军已成必然趋势。目前水深300m以内浅海域的海上固定式平台通常采用桩基式导管架平台形式,驳船是大型导管架滑移下水及组块“浮托”安装的主力工程船,其设计、建造也越来越多的受到人们的关注。在进行浮托安装时,组块结构通常被固定在驳船舷部,且需要满足导管架桩腿的间距,导管架下水时,船体尾部近1/3没入水中,需要尾部增加浮箱,以提供足够的稳性和强度,因此将驳船设计成舷昵船宽不同的T型,可以同时满足二者的使用要求。T型驳船舷昵不同宽度及沿船长方向的分布需要根据导管架下水以及浮托的吨位要求进行确定。船宽过渡区域通常集中在船体中部,船中区域恰恰为总纵强度最大弯矩以及剪力出现的位置,因此对于船中区域的合理设计,是避免应力集中,保证驳船安全及满足使用要求的重要因素。本研究通过一艘新建的18000吨级T型驳船的过渡区域的设计以及强度分析,并对分析结果进行探讨总结,可以为今后类似驳船的设计提供有效的参考。
      目前已经建成的几艘T型驳船均为普通驳船对船宽进行处理改造而成,而本研究的是一艘直接设计建造的T型驳船。该船船长180m,船宽为52.5m/36.0m,可满足18000t导管架下水及18000t组块浮托安装的需求,同时可完成30000t货物及设备的运输。与改造船舶相比,新建驳船可以不受原有船体结构及分舱布置的约束,在过渡区域的选择上更容易取长补短,使设计更加合理。在过渡区的设计上采用以下几种方式:
      1)首先通过不同长度及位置的过渡区域对比,在满足使用需求下,优化确定FR36至FR40为过渡段(过渡区如图所示,横框架FR间距为2.5m。
      2)同时为了保证纵向构件的连续性,距纵中剖面18m纵舱壁设计成连续结构,即船首为舷侧外板、船尾为水密纵舱壁的结构。
      3)过渡区与36m宽舷部船体连接处,甲板及舷列板不仅承受总纵弯曲带来的较大的拉压应力,同时由于线型变化会带来很强的应力集中现象,在设计中局部合理范围采用50mm以上抗层状撕裂的Z向陛能钢材可以有效的保证船体强度(厚度区域见图)。
      4)爪部及舷侧处50以上的钢板采用直角形式,而其他位置毗部采用圆弧形状,在毗部过渡区设置一定长度的“圆转方”结构,便于载荷传递。
      5)结构件的布置及尺寸满足中国船级社(以下称“CCS”)《钢质海船入级规范》(以下称《钢规》)的要求,并通过下文的详细有限元分析最终确定结构尺寸。


                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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