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        中小型LNG船體的結構強度分析

        發布于:2016-02-29 20:31
        強度分析

              為適應某些特定運輸要求及市場需求,中小型LNG船應運而生,例如由挪威斯考根(Skaugen海運集團開發、訂造的,用來從阿爾及利亞向地中海沿岸國家運輸液化天然氣的1萬m3多用途LNG船就是其中的優秀代表。與傳統大型LNG船相比,其結構設置和內部設備有著很大差別。此種船型一般采用C型獨立液貨艙裝載液態貨物,貨艙臥式容器由與船體相連的固定鞍座和滑動鞍座支撐。在船舶航行過程中鞍座將承受來自貨艙容器和裝載液貨的重力及各個加速度方向的慣性力,此時鞍座應力狀態復雜。為此根據中國船級社《散裝運輸液化氣船舶構造與設備規范》(以下統稱規范)要求,推導給出不同工況下鞍座承載區域所受徑向力的分布函數,以便應用有限元直接計算法求出鞍座及附近船體準確的應力狀態。這對強度分析設計和結構安全都是有意義的。
              貨艙臥式容器采用2個鞍座支承,其中1個是固定鞍座,1個是滑動鞍座。之所以設置一個固定,一個滑動,是考慮裝載低溫貨物時貨艙容器由于熱脹冷縮會產生變形。鞍座與容器間墊有硬木或層壓木,鞍座對臥式容器的支承范圍通常取圓周角1500,以保證在船舶橫傾角達300時仍能對容器有效支承。鞍座結構主要包括鞍座腹板、鞍座面板、各種肘板和面板上鍵板等結構。由于固定支座需要承受縱向慣性力的作用,其面板上鍵板和肘板設置要比滑動鞍座強,且肘板的設置方式也有所區別。簡要示意了兩種鞍座的結構形式。鞍座主要起著支承貨艙容器和防止容器轉動及移動的作用。
              在靜水情況下,鞍座承受重力,貨罐和液貨重力由層壓木傳遞到鞍座面板;在垂蕩情況下,鞍座承受重力及垂向慣性力,力由層壓木傳遞到鞍座面板;在垂蕩和橫搖并存情況下,此時鞍座有支承和防止容器沿船舶橫搖方向發生周向轉動的作用,橫搖產生的橫向慣性力和垂蕩產生的垂向慣性力合成后由層壓木傳遞到受力側的鞍座面板,而橫搖產生的周向慣性力將由設置在位于鞍座面板中心的止移結構承受;船舶縱搖時,鞍座起支承作用的同時,還要防止容器沿船縱向移動,主要由固定鞍座上的鍵板來實現。
              一般情況下,為計算液貨艙結構和鞍座構件之間的的相互作用,準確預報各種載荷作用下的結構響應,在結構模型中應包含液貨艙結構和支承構件,從而組成完整的液貨艙+船體的艙段模型。另一方面規范也允許使用簡化的鞍座構件+相鄰船體結構的局部結構模型。


                                                                                          專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
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