正和船厂70000吨散货船气囊下水有限元计算
70000 吨散货船气囊下水静力计算分析报告1.1 该船的主要特征70000吨散货船的主尺度如下：总 长LOA ： 222.00米垂线间长LPP ： 216.20米结构船长LS ： 213.27米型 宽B ： 32.26米型 深H ： 18.00米结构吃水TS ： 13.00米服务航速V ： 13.8节max方形系数CB ： 0.8971.2 计算分析依据的图纸及文件SC4582-010-04横剖面图
SC4582-110-05基本结构图
SC4582-110-06外板展开图
SC4582-112-02双层底结构图
SC4582-111-02舷侧结构图
SC4582-121-03横舱壁结构图
1.3 计算采用的软件计算中， 采用MSC/Patran建立模型、施加载荷及显示应力和变形结果， 计算分析采 用MSC/Nastran进行。
2. 有限元模型的建立
2.1 模型范围
气囊下水静力计算，采用三维有限元模型对散货船主要构件进行强度直接计算时，
模型范围为船中货舱区的1/2个货舱+1个货舱+1/2个货舱，垂向范围为船体型深，强度 评估采用中间一个货舱（含舱壁的）的结果。由于本船重心位于第4舱，故选用1/2个3货舱+1个4货舱+1/2个5货舱的全宽模型为 本次建模的范围，即FR91—FR164。
2.2 坐标系及量纲模型全局坐标系的X方向为船长方向， 指向船艏； Y方向为船宽方向，自中纵剖面指 向左舷； Z方向为型深方向， 自基线指向甲板。模型全局坐标系的原点位于FR0、纵中剖 面、基线处。结构模型的建立和载荷施加过程中采用毫米单位制（SI-mm）,单位定义如下:质量 ：吨（t）长度 ：毫米（mm）时间 ：秒（s）力 ：牛顿（N）应力 ：兆帕（MPa）压力 ：牛顿每平方毫米（N/mm2）
2.3 结构模型化图纸中所述的所有主要构件均在有限元模型中建模。有限元网格边界尽可能的模拟 实际结构的扶强材排列规律， 并尽可能的表示扶强材之间的板格真实几何形状。结构尺 寸采用船舶建造厚度。模型中船体的外板、甲板、船底板、强框架、纵向列板、舷侧肋骨高腹板以及槽形 舱壁、壁凳和凳内隔板均采用4节点板壳单元模拟，在高应力区和高应力变化区尽量避 免使用三角形单元。对于承受水压力和货物压力的各类板上的扶强材用梁单元模拟，并考虑偏心影响。 纵桁、肋板上的加强筋， 肋骨和轴板等主要构件的面板和加强筋用杆单元模拟。当遇到 网格布置和大小划分比较困难时， 部分区域上的线单元用一根代替多根， 或线单元位置 和实际的加强筋布置有一定的错位。2.4 网格控制不与气囊接触的船体结构有限元网格参考《CCS散货船有限元强度直接计算指南》要求，沿船壳横向按纵骨间距或类似的间距划分， 纵向按肋骨间距或类是间距大小划分， 网格形状接近正方形。船底纵桁和肋板在垂直方向上布置3个单元。每个槽型舱壁的腹板和翼板划分为一个板单元， 在槽型舱壁下端接近底凳处的板单元和凳板的临近单元其 长宽比尽量为1。与气囊接触的船体结构使用1/2纵骨间距，并考虑相邻结构的单元协调性。其中
Fr122与Fr126位置处使用100X100有限元网格，并考虑相邻结构的单元协调性。依据《工艺》， 确定的计算工况为下水过程中船舶重心到达船台末端时的船舶受力 状态。此时船舶承受水的浮力， 气囊的支撑力和船舶自身重力。由于浮力较小， 船舶在 自身重量的作用下处于中拱状态， 且气囊支撑力主要集中在船台末端即船舶重心位置附近。
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