總縱強度0722

1、HBTC901-110-002JS湖北省船舶建造共性技術推廣服務中心400t舉力浮船塢131技 術 設 計船體總縱強度計算書1.概述及計算目的本浮船塢為箱型，單底、單甲板、整體式鋼質浮船塢。本浮船塢由縱、橫水密艙壁分隔成16個壓載水艙，由尾至首、由左至右排列。本浮船塢的主體、浮箱甲板以及浮箱甲板下舷側外板均為橫骨架形式，浮箱甲板以上結構為縱骨架形式。在塢體內設置3道水密縱艙壁，設置4道水密橫艙壁，以保證浮船塢有足夠的總縱強度和橫向強度。為保證浮船塢的安全工作，本計算采用大型有限元軟件對本塢進行全船有限元建模，校核整體結構的總縱強度。浮船塢的主要要素：設計舉力 400 t塢體長 45.00 m塢

2、體寬 0 m（不含護舷材）塢墻寬 m塢內寬 m塢體高 1.25 m（浮箱甲板縱舯線處） 1.15 m（浮箱甲板邊線處）頂甲板距基線 4.00 m安全甲板距基線 3.00 m工作吃水 0.85 m最大沉深 3.00 m墩木頂緣至基線 2.05 m2.相關技術文件2.1本計算遵循的規(guī)范及指導性文件：（1）CCS浮船塢入級規(guī)范（2009）2.2 本計算有關的圖紙及資料（1）基本結構圖（2）橫剖面圖（3）總布置圖（4）船體說明書（5）各種工況裝載計算書（6） 浮船塢操作手冊3.有限元模型在三維笛卡爾坐標系中建立全船有限元計算模型，坐標系原點位于#0的船舯的船底板處，船長方向為x軸，正方向由船尾指向船首

3、；船寬方向為Y軸，正方向由右舷指向左舷；型深方向為Z軸，正方向由船底指向甲板。整船的三維有限元模型包括整個船長、船寬、船深范圍的船體結構，艏艉部分的延伸甲板平臺、甲板室、局部的支撐構件如小肘板，及部分不影響計算結果的開孔及梁拱等未計入模型中。船底板、甲板板、甲板縱桁及強橫梁的腹板、船底縱桁及實肋板的腹板、舷側板、艙壁板、塢墻圍壁和塢墻橫艙壁等均用shell單元離散，塢墻縱骨、肋骨、艙壁扶強材等均用bar單元離散。有限元模型見圖。整體模型的單位：力為N，長度為mm，應力為MPa or N/mm2。圖3.1 整體模型3.2 模型分組表3.1 各構件模型分組No.Name構件說明11-deck塢頂甲

4、板21-deck web塢頂甲板強骨材31-inbtm浮箱甲板41-inbtm-web浮箱甲板強骨材51-inshell內舷板61-inshell web內舷板強骨材71-longbhd浮箱縱艙壁81-outbtm浮塢外底板91-outbtm web浮塢外底板強骨材101-outshell浮塢外舷板111-outshell web浮塢外舷板強骨材121-platform安全甲板131-platform web安全甲板強骨材142-transbhd橫艙壁153-pillar浮箱內支柱3.3單元屬性模型中板單元的屬性參數(shù)及其適用部位見表3.2。模型中梁單元的屬性參數(shù)及其適用部位見表3.3。表3.2

5、 模型中定義的板單元屬性N板厚 mm材料適用范圍1鋼材塢頂甲板21-inbtm-5鋼材浮箱甲板3鋼材浮塢內舷板4鋼材浮箱內縱艙壁51-outbtm-6鋼材浮箱外底板6鋼材浮箱外殼板71-plat-5鋼材安全甲板8鋼材橫艙壁No.Name截面偏移材料適用范圍189X589X5鋼材浮箱內支柱2beam-L100X80X6-1L100X80X69鋼材浮箱甲板橫梁3beam-L100X80X6-2L100X80X690.鋼材泵艙縱艙壁扶強材4beam-L100X80X6-3L100X80X6鋼材泵艙縱艙壁扶強材5beam-L100X80X6-4L100X80X69鋼材外底板肋骨6beam-

6、L150X50X4-1L150X50X43鋼材安全甲板強橫梁7beam-L56X36X4-1L56X36X4鋼材安全甲板縱骨8beam-L5X100X50-1L5X100X504 0.鋼材浮箱內縱艙壁強扶強材9beam-L5X100X50-2L5X100X50鋼材浮箱內縱艙壁強扶強材10beam-L5X100X50-3L5X100X504 0.鋼材外舷強肋骨11beam-L5X100X50-4L5X100X50鋼材外舷強肋骨12beam-L5X150X50-1L5X150X50鋼材泵艙縱艙壁強扶強材13beam-L5X150X50-2L5X150X50鋼材泵艙縱艙壁強扶強材14beam-L5X

7、150X50-3L5X150X50鋼材泵艙底實肋板15beam-L5X200X50-1L5X200X50鋼材內舷強肋骨16beam-L5X200X50-2L5X200X50鋼材內舷強肋骨17beam-L5X200X50-3L5X200X50鋼材外舷強肋骨18beam-L5X200X50-4L5X200X50鋼材外舷強肋骨19beam-L5X300X60-1L5X300X60鋼材浮箱甲板強骨材20beam-L5X300X60-2L5X300X60鋼材外底板強肋骨21beam-L6X400X60-1L6X400X603 0.鋼材泵艙外舷強肋骨22beam-L6X400X60-2L6X400X60鋼

8、材泵艙外舷強肋骨23beam-L63X40X5-1L63X40X5鋼材內舷縱骨24beam-L63X40X5-2L63X40X5鋼材內舷縱骨25beam-L63X40X5-3L63X40X5鋼材縱艙壁扶強材26beam-L63X40X5-4L63X40X5鋼材縱艙壁扶強材27beam-L63X40X5-5L63X40X5鋼材外舷縱骨以及肋骨28beam-L63X40X5-6L63X40X5鋼材外舷縱骨以及肋骨29beam-L63X40X5-7L63X40X5鋼材橫艙壁扶強材30beam-L63X40X5-8L63X40X5鋼材橫艙壁扶強材31beam-L63X40X5-9L63X40X5鋼材塢

9、頂甲板縱骨32beam-L5X200X50-5L5X200X50鋼材塢頂強橫梁4. 計算工況及載荷本計算進行了三個工況的強度校核：（1）浮船塢處于最大沉深，即吃水3.00m時；（2）抬起一條400噸進塢船，浮船塢上浮到塢吃水與龍骨墩頂端平齊，進塢船重量全部由浮船塢承受，吃水m時；（3）抬起一條400噸進塢船，浮船塢在進塢船坐于龍骨墩上時處于正常工作狀態(tài)，吃水m時。邊界條件在浮船塢首尾四個端角點施加簡支約束，具體如下： 在塢尾左舷端點，UX=0，UY=0，UZ=0；在塢尾右舷端點，UX=0，UZ=0；在塢首左舷端點，UY=0，UZ=0；在塢首右舷端點，UZ=0；載荷（1）塢的自重為了計及塢的自重

10、及其他重量，由于本船的空船重量為360t，因此在本模型中設置=E-009t/mm3及重力加速度g=9810mm/s2將這些重量計入。（2）典型進塢船的重量根據(jù)CCS浮船塢入級規(guī)范（2009），若典型進塢船的重量分布資料不詳，假設進塢船的船長為塢長的，其自身的重量分布由一矩形疊加一拋物線構成，其拋物線面積為矩形的面積的一半，故本船將400噸按此種分布曲線分配在倍塢長范圍內的中墩上。+*(1-4*(X-22500)/45000)*2) N/m。（3）甲板上的水壓力、塢底水壓力、側板水壓力根據(jù)對應工況下的吃水及操作手冊中所示壓載艙的水頭高，將水壓力加于船側板、水密艙壁上、甲板及塢底圖4.1 工況1載

11、荷施加示意圖圖4.2 工況2 載荷施加示意圖圖4.3 工況3 載荷施加示意圖5強度標準根據(jù)CCS浮船塢入級規(guī)范(2009),由于本船工況一、二采用了壓載的方式，因此對于工況一、二的總縱許用彎曲應力=215MPa，120 MPa；對于工況三由于沒有采用壓載，因此其總縱許用彎曲應力=137MPa，95 MPa。各工況其他形式的構件許用應力如下：梁單元的許用軸向應力為rod176 MPa；支柱的許用軸向應力為rod109 MPa。在本船中，材料系數(shù)K取為1。6. 應力結果表2 各工況的應力結果表（單位：N/mm2）項目工況一工況二工況三板單元最大中面相當應力13512590許用應力215215137板單元最大剪應力許用應力12012095梁單元最大軸向應力106許用應力176176176支柱最大軸向壓應力許用應力109109109結果滿足滿足滿足說明：各應力云圖見后附圖，施加邊界條件區(qū)域附近的應力未及入考察范圍。結論：由上可見，本浮船塢在三種工況下的應力值均小于許用值，其強度滿足規(guī)范要求。7. 應力云圖圖7.1.2 LC01 整體位移云圖圖7.1.2 LC02 整體位移云圖圖7.1.3 LC03 整體位移云圖圖7.2.1 LC01整體板單元相當應力云圖圖7.2.2 LC02 整體板單元相當應力云圖圖7.2.3 LC03 整體板單元相