所以通过有限元方法进行船体强度校核可大幅减少相关因船体结构强度不够引起的事故,再加上有限元分析法能够为船舶设计和生产提供一定的借鉴作用,有非常大的现实意义。
1。4课题的研究内容和方法
本论文是围绕一艘近海的176000DWT散货船进行讨论的,因为时间的关系,选择了比较简易的校核方式进行强度的校核,其主要内容和方法分为:
根据《散货船共同结构规范2006》,要校核NO。5舱段的强度,要先建立三舱段模型,然后应用有限元分析法进行强度分析,遵照规范要求,计算甲板、船底板、舷侧板等主要构件的强度,并和许用应力进行对比,根据最大应力和最小应力与许用应力的比值评估构件强度,判断是否满足规范的要求。以强度校核理论为基础,利用有限元软件MSCPatran/Nastran对176000吨散货船建1+1+1模型。在Patan/Nastran中的分析步骤如下:
(1)利用Patran/Nastran软件遵照JBP规范建立三舱段有限元模型。
(2)进行模型网格的划分,选择200mm200mm单元格。
(3)选定工况,并施加模型计算所需的边界条件,以及各种工况所要求的载荷。
(4)按照JBP规范,应用有限元软件进行三舱段模型的计算,并得出中间舱段的受力情况,输出甲板、船底板、舷侧板等各个部位的应力云图。
(5)将最大应力与许用应力比较,判断此船的强度是否达到相关规范的标准。
第二章 有限元软件介绍
2。1引言[1]
MSC。Software公司创建于1963年,是全球多学科仿真的厂商,MSC软件在全球有1100多名员工,分布在20多个国家。它是世界领先的虚拟产品开发技术提供商,其所能提供的产品应用范围非常广泛,包括航空、航天、汽车、船舶、电子等,涉及内容包括结构设计、静态分析、动态分析、热传导分析、疲劳等[1]。MSC。Software公司的产品包括MSC/Patran、MSC/Nastran、MSC/Dytran、MSC/Marc等。其中,MSC/Patran诞生于1980年前后,拥有良好的用户界面,使用方便,产品性能非常优秀。本设计所用软件为MSC公司的的旗舰产品:MSC/Patran和MSC/Nastran。
2。2 MSC/Patran介绍
MSC。Patran提供了很多功能,而这些功能都与建模息息相关,实用性非常高,其综合、全面、先进的网格划分技术,为用户根据不同的几何模型提供了多种不同的生成和定义有限元模型工具,包括多种网格划分器。有限元模型的编辑处理、单元设定、任意梁截面建模、边界和载荷定义以及交互式计算结果后处理。
MSC/Patran拥有非常丰富且强大的计算后续处理功能,这使得计算结果可以更直观形象的显现出来,尤其是可以在应力云图中可直接看出力的大小。而且MSC/Patran最后的输出结果形式可以有多种选择,包括各种表格和云图等,生动形象,准确可靠。论文网
MSC/Patran的使用步骤一般为:
(1)利用MSC/Patran软件建立几何模型,或者从其他CAD软件中直接读入,再利用MSC/Patran提供的功能对读入的模型进行编辑修改。
(2)选择分析解算器。因为不同的分析程序间在材料本构、单元类型、分析过程等方面都各有特性,所以为了避免重复和计算错误,必须选定指定的分析程序。完成几何模型后,根据所进行的分析类型不同,选择合适的解算器。
(3)建立有限元分析模型。在上述操作完成之后,开始建立对应的模型,在建立整体模型之后,进行网格的划分和板厚、骨材、型材的定义,然后设定边界条件和加载工况。在最后可以进行检查,加载外力看计算结果是否准确。