随着共同规范JTP的推广执行,各国船级社对油船的建造标准将进行调整,不再运行以前各自制定的那一套规范,这意味着船级社等船舶检验组织进行了一次变革。同时,新的共同规范也对油船的建造提出了更高的要求。对造船市场的准入要求提高,船厂面对新规范必须全面提高其造船的技术水平。这对于目前国内造船行业不少中小型船厂粗放的生产方式,无疑是一个巨大挑战。

  同时,新规范的实施也给国内造船业带来一股新风气。随着新规范的实施,将给目前亚健康的国内造船行业进行一次洗牌,淘汰一批不合格的企业,为行业的正常发展创造条件。并且随着造船水平的不断进步,将为我国真正能从造船大国转变为造船强国迈出坚实的一步,与日韩等先进造船国家同步竞争,打破传统的竞争格局。

1。2国内外研究现状

1。3结构直接计算法

船舶结构设计主要有规范设计法和直接计算法。规范设计法是根据母型船与对该船的特殊要求,根据所选的规范计算分析船体主要构件的尺寸。这种方法十分简单快捷,但是可能会产生结构强度过剩甚至在某些应力集中区域如边舱折角等处疲劳强度不够的情况出现。到了70年代,随着船舶巨型化和各种新型船舶的涌现,急需更加科学合理的船舶结构计算方法。随着结构直接计算法的开发,这些问题得到了初步解决,并且该方法也逐渐为各船级社使用。

结构直接计算法主要有以下内容:

(1)利用规范计算得到在其上静态和动态的载荷,根据耐波性理论,得到船舶所受弯矩剪力以及水动压力等参数。波浪弯矩是利用切片理论得到运动方程,通过谱分析得出不规则波的短期响应,最后通过长期的统计资料得出该概率下的波浪弯矩;

(2)采用结构分析方法直接计算船舶结构应力,利用有限元方法为船舶结构建模;

(3)根据规范中的许用应力和屈服极限等标准,校核出船舶结构强度及其稳定性。

在长期的研究过程中,为了得到波浪载荷,各个船级社提出不同的解决方案,CCS(中国船级社)提出的设计波方法利用了线形波浪载荷程序计算结果,DNV(挪威船级社)提出的CSA(Computer Ship Analysis)方法和ABS(美国船级社)提出的DLA(Dynamic Loading Approach)方法都使用了二维或三维线性波浪载荷程序得出等效波浪载荷的方法。

这些计算方法基本都使用有限元方法建立舱段模型进行船体结构强度计算,建造的模型均为三维立体模型。中国船级社、挪威船级社、英国劳氏船级社、德国劳氏船级社计算方法中建立的是船中货舱区1/2个货舱+1个货舱+1/2个货舱两舱段长的有限元模型,这样可以避免边界条件对结果造成太大的影响。法国船级社和美国船级社计算方法中建立的模型是船中货舱区1个货舱+1个货舱+1个货舱三舱段长的有限元模型。英国劳氏船级社中国船级社、德国劳氏船级社、和法国船级社、挪威船级社有限元模型中网格单元主要由纵骨或加强筋等布置,板壳单元和梁单元在结构单元占多数,也就是所建立的是细网格模型。美国船级社有限元模型中网格单元主要由主要承载构件如肋板和纵桁等布置,膜单元和杆单元在结构单元中占多数,也就是所建立的是粗网格模型。

不同船级社间采取了不同的边界条件和不同的对边界条件的考虑方法,各种规定造成的实际工作中计算工作量和难易程度也不尽相同,其强度校核效果可能也有所区别。在进行直接计算的研究工作中,各国船级社也都付出了时间和精力去得到尽可能正确的结果,将研究成果都放入各自的建造规范中,为各国的船舶建造工作提供了标杆和基准。

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