武汉理工大学

硕士学位论文

船体结构强度直接计算方法研究

姓名：杜庆喜

申请学位级别：硕士

专业：工程力学

指导教师：张少雄

20071101

武汉理工大学硕士学位论文

摘要

船体结构有限元计算方法分为两种，舱段模型有限元分析方法和全船模型

有限元分析方法。

舱段模型有限元分析方法和全船模型有限元分析方法在评估船体结构强度

方面，针对不同的问题各有其优点及不足之处。全船有限元分析法建模工作量

大，但是各种载况和波浪条件下的载荷以及边界条件模拟的更加真实，所以结

果较为真实，舱段有限元法建模工作量小很多，但是边界条件很难做到很好的

模拟，因此结果相对来说不够精确，如何选择模型要根据实际情况，以便达到

安全可靠并且高效的目的。

本文以一艘98．0 m(8000 t级)江海直达驳船为例来研究全船模型和舱段

模型在评估局部结构强度的异同，并找到一个较为合理评估局部强度的舱段范

围，以此作为评估局部强度的直接计算方法。本文采用的软件为大型有限元计

算软件MSC／Parran、MSC／Nastran(版本2001r3)。

本文大致分两个部分，第一部分是用全船有限元分析法计算例船结构强度，

包括全船模型的建立、边界条件的施加、载荷的计算以及工况的选择，并对全

船的主要计算结果进行分析。

第二部分是用四种不同的舱段模型来对例船的尾部结构进行计算。并把四

种计算的结果与全船的结果进行分析比较，最终找出一个合适的能合理评估例

船尾部结构强度的舱段模型。

计算表明，尾部+1／2个货舱的舱段模型相对比较合理。

关键词：有限元分析，全船，舱段，强度

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Abstract

There are two methods ofthe FEA ofship structure．the part-cabin FEA and the

whole ship structure FEA．

According to different issues．each of the two methods has its own advantages

and disadvantages of evaluating the ship s仇lcture strength．The whole ship s蜘lctllrc

FEA method involves many factors and a large amount of work of maldng model，

but the load cases，the wave loads and the boundary conditions are easy to simulate，

and they are truer．So．the results of this method arc more accurate．111e pm-cabin

FEA method is easy to iilflke model．but it's difficult to simulate the 10ad cases，the

wave loads and the boundary conditions，thus，the results of this method are

imprecise．We Can choose the method according to the aerial situation,and achieve

the safe．reliable and efficient purpose．

皿1is thesis takes a 98m(80()ot)river-to—sea barge as all example tO have a

research on the similarities and differences of evaluating the ship stnlcture local

strength by the two methods，and find a part-cabin which Gall reasonable evaluate the

ship structure local strength．then,make this method as a way to eVal∞tc the ship

smlcturc local strength．Tbe calculati∞software MSC．Patran&MSC．Nastran(the

edition 2001 r3)arc used for this thesis．

There are two parts of this thesis．m first part璐e the whole ship structure

FEA method to calculate the ship s乇mcture strength，111is part involves whole ship

smlctllre model building．boundary conditions imposing,loads calculating，load

cases choosing，and the results arlalyzing．

The second part USe four different part-cabin finite element models to calculate

the stern strength of the ship．Then,compare the results of the whole ship structure

finite element model with the results of the four different part-cabin finite element

models，and finally find a part-cabin which can evaluate the ship structure local

strength feasible and reliable．

From this thesis，WC Can say that the part-cabin which involves the stea'n and 1／2

Ⅱ

武汉理r大学硕士学位论文

hold length aft tanks is feasible and reliable．

Key words：FEA whole ship part—cabin strength

III

独创性声明

本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究

成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人

已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的

学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已

在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

签名：触日期：

关于论文使用授权的说明

本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保

留、送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部

分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。

(保密的论文在解密后应遵守此规定)

签名：纽导师签名：麟日期：立牲

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1．1引言

第1章绪论

对船舶结构强度进行直接计算方面的研究，大致分两种，即舱段模型有限

元分析方法和全船模型有限元结构分析方法。

舱段计算模型【151i"23]142]在各国船级社所制定的各种船体结构强度直接计算

的指南中占大多数。其基本出发点是：1)单船船体航行中，船中区域的构件受

到的载荷较大，应力水平较高，因而强度问题比较突出：2)采用舱段的模型r规

模较小)，可以尽量降低直接计算对计算机硬件、软件方面的要求。3)在船中

范围内，比较容易得到波浪载荷的统计特征，由于不必考虑如砰击等水动力学

效应，因而比较容易采用一些简单的公式对水动力载荷进行描述。舱段的计算

模型的优点就是上述三点，但是它的缺点也是显而易见的，如：船中处载荷较

大，但设计时船中区域的构件一般也比较强，并不是所有的船舶都是由于总纵

强度不够而破坏的；采用舱段模型，难以合理地描述首尾结构的影响；由于边

界条件的存在，使得模型中相当大的部分应力结果严重失真；而且，采用近似

公式定义的波浪载荷很可能会低估(或者高估)船中部位构件的强度。

相对来说全船结构强度有限元直接计算方法是精度更高的一种方法

【8】【”1112】，对全船结构的主要构件建立全船的三维有限元模型，有助于更为合理

地定义和描述船舶航行中所受到的各种载荷，尽可能详细地描述船体结构的各

个构造细节以及各种构件之间的相互作用，有利于得到船体结构中各种构件在

各种载况和波浪统计下的应力水平，从而对船体结构强度进行更为合理的评估。

这种方法把船舶结构力学、有限元方法和计算机技术有机地结合起来，己成为

现代船舶结构设计及计算技术中的有力手段。目前国外著名船级社对大型船船，

如大型集装箱船(具有舱口大开口)等船舶就采用全船有限元模型直接设计计

算方法来进行强度设计和检验。但是，全船有限元结构分析方法也有其明显的

缺点，即建模工作量很大、涉及许多因素，并且对计算机软硬件有较高的要求，

所以它的应用尚不广泛。

但是，上述的两种方法并不是对所有的船舶都适用，对于一些特殊的船舶，

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比如项推船，推船与驳船之间由联结装置连在一起的，在波浪上的运动特点和

受力情况与普通运输船有所区别，因此在顶推船队的设计计算中，联结结构处

的结构强度计算是重中之重。在运用有限元方法计算船体的局部强度时，用全

船有限元结构分析方法可以得到一个较为合理的结果，但是也存在一些问题，

比如。全船有限元模型计算，建模的工作量巨大，一般人难以接受；驳船的总

纵强度可由规范控制，人们更关心的是联结处的局部强度问题，所以全船有限

元模型计算显得不是很必要，因此笔者认为有必要在这方面进行研究和探讨。

1．2课题研究的目的、意义

顶推船的发展至今己经有了相当长的历史【391。实践证明它是一种先进的运

输方式之一。近几年来，国外在近海或远洋运输上用顶推运输方式运输已经成

为正常的运输方式，并且在不断地发展和完善。

美国是采用顶推运输技术最早的国家，自1840年开始采用驳船顶推运输以

来己经有了100多年的历史。上世纪初，美国处于顶推的早期阶段；30年代，

由于推船的推进和操纵性能的提高，船队载重量达到了1．3万载重吨：到40年代

中期。由于世界大战的爆发和结束，刺激了美国水运的发展，从而促进了顶推

运输的发展，船队载重量达到了2．2万吨。到了60年代，项推方式运输渐成规

模。目前，美国密西西比河水系己经占据绝对优势，在其干流上，船队载重量

一般为3．_4万吨。最高达到了&2万吨：主要支流上，载重量一般为2万吨，

最小的船队载重量也有5000t-6000t。

日本在六十年代初引进了美国的海上顶推运输技术，到了七十年代，日本

的海上项推运输船队己从近海发展到了远洋航运。

目前，我国内河航运方式，在主要航线上，如长江、黑龙江、汉水、以及

湘江等基本上己为顶推运输方式所替代，货运主要为矿、煤等大宗散贷。随着

我国改革开放的深入与发展，沿江、沿海流域有了更大的发展，各地相继建立

了钢铁、石化、电力、矿建等工业基地，对长江航运和沿海航运的要求愈来愈

切。顶推运输作为全国综合运输网中的一个重要组成部分，必将起到举足轻重

的作用。

江海直达顶推船组是一种实现江海直达的较佳运输方式。这种运输方式除

了满足货主降低成本的需求外，由于江海直达货驳的空船重量较轻，在相同吃

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武汉理T大学硕十学位论文

水下的载货量比江海直达货船有所增加，并可在江段扩大编组成大型船队，可

有效降低其江段的运输成本，综合提高水运和生产企业的经济效益。

因此，对于顶推船驳船的研究具有重要的意义。但是因为顶推船驳船的结

构特别是尾部结构与其他类型的船有很大不同，而且尾部的受力情况也与其他

船型显著不同，所以针对顼推船驳船的结构强度直接计算特别是尾部结构的计

算方面还有值得讨论之处。本论文利用MSC／PATRAN、MSC／NASTli AN软件

对全船有限元分析方法、步骤和舱段有限元分析方法、步骤进行了详细地介绍

和比较，目的是找出一个比较合理的舱段模型，能用来对顶推船驳船的尾部结

构强度进行合理的评估，所以本论文对于顶推船驳船的船体结构强度的计算有

一定的指导意义。另外，对于顶推船队的设计与开发研究也有一定的借鉴和参

考价值。同时，对缩短船的设计与丌发周期，提高经济效益和社会效益，完善

船的结构技术性能也有着重要的意义。

1．3国内外研究的现状

船体强度是研究船体结构安全性的科学【1】I羽。所谓结构的安全是指结构能

承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种载荷和(或)载荷效应，并在偶

然事件发生时及发生后，仍能保持必需的整体稳定性。此外，结构在正常使用

时，还必须适合营运的要求，并在正常的维护保养条件下，具有足够的耐久性。

对船体总强度的研究已有很长的历史，总强度判别的传统方法是把船体看

作一根船体梁，计算出船体梁横剖面的惯性矩和剖面模数等参数，然后和作用

的设计弯矩相比求出总纵弯曲应力，再进行总强度的判别。然而船舶的实际结

构及其受力是相当复杂的，如存在着各种间断构件、不同的连接方式、货舱大

开口、复杂的波浪载荷等：并且，实际构件的受力是多种因素共同作用的结果。

所以，这种把船体横剖面看作一空间梁的方法有较大的近似性：首先这种假定

认为横剖面上处于同一高度位置，距中和轴的距离相等的构件应力是一样的，

从而忽略了应力沿船体宽度方向的变化；其次它不能准确地考虑不连续纵向构

件的影响，例如上层建筑的影响。所以它对于结构规则的细长形船舶的精度好

一些，但对于结构较特殊的船舶，如有甲板大开口，特殊上层建筑等的船舶就

不太准确。设计建造单位为了保证安全，不得不规定较大的安全系数，从而导

致材料的浪费和建造与营运费用的增加。

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随着科学技术和航海事业的发展，人们开始寻求更好的船体强度研究的方

法。Wilde最早应用经典薄壁梁理论来计算集装箱船扭转强度，他把船体货舱

部分视为两端有翘曲约束的等断面开口薄壁梁，将首尾影响作为边界条件来考

虑，但由于未考虑船体非棱柱的特点，以及用开口薄壁梁理论计算具有闭口剖

面的船体强度，因此也有较大的误差。考虑到船体的非棱柱性，大多数研究者

开始采用有限梁方法，把船体离散为阶梯形薄壁粱段【2】【31，应用迁移矩阵法或一

维有限元法进行计算。

目前，在前期设计阶段，薄壁梁理论仍起到一定的作用，但是对于波浪载

荷，薄壁梁理论采用确定性的方法，而波浪载荷是随机性的，因此这些由薄壁

梁理论所得到的结果有很大的局限性，不能对船体的各个部分给出较详细和准

确的应力分布。

50年代中期至60年代末，有限元法出现并迅猛发展。有限元法是建立在

固体流动变分原理基础之上的，用有限元进行分析时，首先将被分析物体离散

成为许多小单元，其次给定边界条件、载荷和材料特性，再者求解线性或非线

性方程组，得到位移、应力、应变、内力等结果，最后在计算机上，使用图形

技术显示计算结果。总之，目前的商用有限元程序不但分析功能几乎覆盖了所

有的工程领域，其程序使用也非常方便，只要有一定基础的工程师都可以在不

长的时间内分析实际工程项目，这就是它能被迅速推广的主要原因之一。

有限元方法的主要优点：

(I)物理概念清晰，容易掌握：有限元法一开始就从力学角度迸行简化，

可以通过非常直观的物理途径来学习与掌握这一方法。

(2)方法灵活通用：它对于各种复杂的因素(如复杂的几何形状，任意的

边界条件，不均匀的材料特性，不同类型构件的组合等等)都能灵活地加以考

虑，而不会发生处理、求解上的困难。

(3)应用范围广：它不仅能处理结构力学，弹性力学中的各种难题，而己

随着其理论基础与方法的逐步改进与完善，还可以成功地用来求解热传导、流

体力学及电磁场等其它领域的许多问题。实际上，在所有连续介质问题和场问

题中，几乎都有它的用武之地。

(4)可充分利用计算机：该法采用矩阵形式作为表达工具，便于编制计算

机程序、可以充分利用电子计算机的大容量记忆与高速度运算。因而有限元法

已被公认为是机械结构的位移分析与内力分析的有效工具，并得到普遍的重视

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武汉理1：大学硕十学位论文

与广泛的应用。

有限元软件是与有限元方法同时诞生的，并且随着有限元方法和计算机技

术的发展而迅速发展。有限元软件就是有限元方法的计算机程序或程序系统，

有通用和专用两种。前者通常是商业软件，优点是通用性强，格式规范，输入

方法简单。用户无需特殊记忆也不需要太多的专业知识和计算机技能，解决问

题领域宽，因而流行范围广，缺点是程序通常很大。因而开发成本高。专用程

序的优点是程序相对较短，开发价格低，版本升级相对容易，解决专门问题更

有效。

到60年代末70年代初出现了大型通用有限元程序，它们以功能强、用户

使用方便、计算结果可靠和效率高而逐渐形成新的技术商品，成为结构工程强

有力的分析工具。目前，有限元法在现代结构力学、热力学、流体力学和电磁

学等许多领域都发挥着重要作用。当前，在我国工程界比较流行，被广泛使用

的大型有限元分析软件有MSC／Nastran、Ansys、Abaqus、Mare、Adina和Algor

等。

有限元方法是与工程应用密切结合，直接为工程设计服务的，因此各种有

艰元结构分析程序，即有限元软件使有限元方法，转化为直接推动社会发展和

科技进步的生产力，产生了巨大的社会和经济效益。有限元软件已经成为

CAD／CAM不可分割的一部分。有限元软件的应用极大地提高了力学学科解决

自然科学和工程中的力学问题的能力，成为力学工作者通向工程实践以及邻近

科学领域的桥梁。它的一个重要特点是与工程应用直接联系，解决了许多用传

统的理论和方法无法解决的工程问题。促进了力学学科的发展以及力学为工程

服务能力的提高。

有限元方法起源子航空领域，后来才应用于船舶领域，二十世纪80年代中

期Chen，Kutt 143】等最早开发了船体结构极限承载能力分析的有限元方法，以板、

梁单元模拟船体结构，考虑了材料和几何非线性影响，对船体结构进行弹塑性

大挠度分析．计算船体结构总纵极限强度。

朱胜昌等【16]【22】12叼整船准静态分析的有限元模型自动加载及载荷修正技术，

开发了对有限元模型外载荷进行自动加载的方法，这种方法不需要对模型结构

进行附加的点、线、面数据定义，而只需利用有限元的原始输入数据。另外，

还讨论了进行节点集中载荷修正和惯性力平衡计算，它是保证整船有限元准静

态分析获得正确结果的关键。

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徐向东【”】等对箱型梁极限承载能力试验与理论研究，对箱型梁船体模型作

了总纵极限承载能力试验研究，应用基于塑性节点法开发的程序和通用非线性

有限元模拟方法对该模型进行了数值计算，获得了与试验较为一致的结果。在

试验与理论分析的基础上，提出了估算箱型梁船体结构极限强度的解析计算方

法，通过算例考核认为本方法可用于工程结构设计。

何福志【帅】【4lJ等的“船体结构总纵极限强度的简化逐步破坏分析”基于smith

方法，梁-柱理论、理想弹塑性假设、平面假设和塑性铰理论建立了拉伸和压缩

加筋板单元的标准应力．应变关系曲线，开发了船体结构总纵极限强度的简化逐

步破坏分析方法。应用该简化方法编制的计算程序较为详细地分析了五条船截

面／箱型梁模型的总纵极限强度，结果表明开发的简化逐步破坏方法和计算程序

是正确可靠的。还对船体结构总纵极限强度的影响因素进行了分析。

陈庆强【16】【22】【23】【2明等大型集装箱船整船有限元分析计算技术研究，在研究大

型集装箱船整船分析的基础上，总结研究和发展了两种集装箱船整船有限元分

析时调整节点力和惯性平衡的处理方法。对于正确地进行大型集装箱船整船结

构强度直接计算具有指导作用和实用价值。同时本文提出了对集装箱船整船结

构强度分析的分工况计算和应力合成技术，避免了麻烦的横截面扭转中心的计

算，该方法可应用于集装箱船的整船结构有限元计算分析。

有限元方法能真实模拟船体的空间结构和其承受的载荷分布，在船体结构

分析方面的应用已十分广泛，运用有限元法进行波浪载荷下整船分析时，可以

将动态问题视为准静态问题【lq【201。首先建立整船有限元模型，然后把船体设计

波浪载荷、静水载荷、重力、惯性力经过计算处理后加到整船有限元模型上，

通过有限元程序进行计算分析求得位移和应力．对强度进行判断。

一般载荷(如重力与静水载荷)的添加并不困难，船体设计波浪载荷在已

经确定的情况下也容易施加【20】。但船舶的运动及运动引起的惯性力则需要对整

船结构进行相应的计算分析后才能确定并施加求解，一般通用的有限元软件没

有这样的功能ll⋯。由于MSC公司前处理软件PATRAN功能强大且使用方便以

及NASTRAN在各种工程结构的动静力分析中应用广泛【硼，其可靠性得到公

认。在PATRAN以及NASTRAN现有功能基础上，结合自编计算程序，可较轻

松实现波浪载荷作用下惯性力的计算及施加。完成整船准静态强度分析。

刘俊等【20J运用NASTRAN软件进行波浪载荷作用下船体强度分析，充分利

用MSC公司的PATRAN和NASTRAN软件，结合自编程序实现波浪载荷作用

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下的全船准静态强度分析。从而拓展了NASTRAN软件在船体结构准静态分析

中的应用。

有限元方法中很重要的一个环节是对总体结构进行离散，分割成很多个小

的单元，即建立有限元模型，这是相当繁琐的。对船体进行有限元分析，必须

先由技术人员根据船舶的结构型式、受力情况、精度要求和计算的最终目的，

运用结构力学和有限元知识，对实际结构进行简化，选用适当类型的单元加以

模拟而得出的模型。

船体结构是非常复杂的，这就决定了其三维有限元模型的建立是一项非常

繁重而艰巨的工作，因此充分地利用有限元软件的建模工具是十分必要的。其

中特别值得一提的是在超大型结构的建模工程中的子结构技术的运用，即将船

体划分成若干个子结构来处理，通常按照船舶结构的自然分段来划分子结构，

然后再通过平移、镜射等手段将其组装起来。这样可以将各个子结构的建模工

作交给不同的人同时处理，可以有效地、充分地利用计算机资源，从而大大地

加快工作进度。因此借助于功能强大的通用前处理软件可以大大降低工作量。

随着船舶的工业的发展以及各种新船型的不断问世，对船体结构强度分析

及校核的计算方法提出了更高的要求，近年来，由于计算机软硬件技术的飞速

发展，使得将整艘船划分为有限单元来进行分析的全船分析有限元技术成为可

能，船体总强度分析从此有了革命性的突破【6】【7】【9】[17Ⅱ291。

在船体结构强度直接计算法中，多采用舱段模型有限元分析方法。目前各

船级社采用的都是三维舱段有限元模型。各个船级社基于各自的考虑，模型范

围并不完全相同，主要包括两种：一种是中间舱段各向前后延伸一个舱共三个

舱，即三舱段模型，ABS和IACS采用的就是三舱段模型；另一种则是船中的

一个舱段各向前后延伸半个舱，即两舱段模型，DNV,LR。GL及CCS采用的

是两舱段模型。无论是三舱段模型还是两舱段模型，模型的垂向范围都为船体

型深。

船体有限元模型的单元主要采用四种类型：杆单元、梁单元、膜元和板壳元。

并且通常只采用简单单元，即仅在角点处布置节点，采用高阶单元被认为是不

必要的。根据需要模型化的构件的刚度不同，可以选择不同的单元类型：

(1)模拟加强筋时，可以选用：

杆元：只有轴向刚度和沿长度方向横剖面面积恒定的构件；

梁元：具有轴向扭转、双向剪切和弯曲刚度的构件。

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(2)在对板进行模拟时，可以选用：

膜元：具有双轴和平面内刚度的构件；

壳元：除具有双轴和平面内刚度外，还有平面外刚度的构件。

对于膜元和壳元，应该尽量采用线性的四边形或三角形单元。而且，三角

形单元的数量应尽可能减少到最低，特别是在高应力区域和应力变化梯度较大

的区域，例如孔、肘板附近区域，邻近底凳连接处的区域等。

(3)在模拟加筋板时，也可以选用二维正交各向异性板元。

有限元法和有限元软件的发展为解决实际工程问题提供了一个准确高效的

途径。

1．4本课题的来源、主要内容及计算方法

1．4．1本课题的来源

本文以一艘98．0 m(8000 t级)江海直达驳船为例来研究，该船为全焊接、

钢质单体船，尾部开槽。结构形式为全纵骨架式，货舱区从Fr 29～Fr 115，为

双底、双舷侧结构，船中处Fr 72设平面舱壁；首尾为单底、单舷侧结构。航

区为我国近海及内河A、B级航区。

该船船体结构主要的特点是尾部开槽，由于这一特殊性，我们不能仅仅考

虑本船的总强度，而且需要对尾部连接部位的强度进行校核。

1．4．2本课题的主要内容

本文根据98．0 nl(8000 t级)海驳船体结构设计图纸建立了全船结构的三

维有限元模型：根据载况和波浪条件确定各种计算工况；计算各种工况下的各

种载荷；对外载荷进行初步的平衡调整；利用惯性释放，进行全自由结构的静

力计算分析；对主要计算结果进行分析，评估结构强度：建立舱段有限元模模

型并施加合适的边界条件，运用此模型计算出最危险的两种工况的结果，即满

载中垂，顶推力向上的工况和压载中拱，顶推力向下的工况的结果，并把舱段

模型计算结果与全船有限元模型分析结果进行比较，得到一个能够合理评估顶

推船驳船局部强度的模型范围。

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武汉理r大学硕十学位论文

1．4．3本课题的计算方法

取本船全船(全长、全宽、全高)范围内的主要船体构件(各构件设计尺

寸、板厚、截面、开孔等)建立三维有限元模型。

结构计算采用大型有限元软件MSC．Nastran(Version 2001)；波浪载荷(舷

外水压力)采用CCS的“甲板大开口船舶弯扭组合分析程序系统(SCLOS)”

进行近似直接计算。

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第2章船体结构、模型建立及边界条件

2．1船体结构说明

2．1．1主尺度和主要参数

表2．1 98．0m(8000t级)海驳船主尺度及主要参数

总长 L“ 99．11 m

水线长 LBP 98．00 m

型宽 B 20．00 m

型深 D 7．60 m

垂线间长 k 98．00 m

吃水 T 5．80 m

中剖面系数 0．981

方形系数 cb 0．877

排水量 l0024 t

肋距 S 0．70 m

站距 4．90 m

梁拱 n40 m

2．1．2结构型式

本船为全焊接、钢质单体船，尾部开槽。结构形式为全纵骨架式，货舱区

从Fr 29一Fr 115，为双底、双舷侧结构，船中处Ff 72设平面舱壁；首尾为单

底、单舷侧结构。其主要横向构件的说明见表2．2。

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表2．2 98，0m(8000t级)海驳船主要横向构件的说明

Fr X 构件 说 明

．1 ．700 尾封板

2 1400 框架

5 3500 框架

8 5600 横舱壁

11 7700 框架

14 9800 框架 Frl3为槽口终止处

17 11900 横舱擘 开始叔壳、双底结构

20 14000 框架

23 16100 框架

26 18200 框架

29 20300 横舱肇 厉货舱开始

32 22400 框架

35 24500 框架

38 26600 框架

41 28700 框架

44 30800 框架

47 32900 框架

50 35000 框架

53 37100 框架

56 39200 框架

59 41300 框架

62 43400 框架

65 45500 框架

68 47600 框架

70 49000 框架 横甲板条开始

72 50400 横舱鼙 后货舱结柬、前货舱开始

74 51800 框架 横甲板条结束

77 53900 框架

80 56000 框架

83 58100 框架

86 60200 框架

89 62300 框架

92 64400 框架

95 66500 框架

98 68600 框架

101 70700 框架

ll

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104 72800 框架

107 74900 框架

llO 77000 框架

113 79100 框架

115 80500 横舱壁 前货舱结束

118 82600 框架

121 84700 框架

124 86800 框架

127 88900 横舱壁 双壳、双底结构结束

130 91000 框架

133 93100 横舱壁

136 95200 框架

139 97300 框架

141 98700 首

2．2有限元单元模型

2．2．1模型范围

取全船(全长、全宽、全高)范围内的船体结构主要构件建立三维有限元

模型进行计算。

全都计算模型如图2．1，图2．2、图2．3和图2．4分别给出了船中货舱区、首

部及尾部的计算模型以及各种构件板厚的细节。

12

武汉理1：大学硕士学位论文

图2．1有限元模型

图2．2货舱区的模型

图2．2(a)货舱区、外壳板(板厚lO、12、14)

13

武汉理工大学硕士学位论文

图2．2(b)货舱区、内壳板(板厚12、14、16)

图2．2(c)货舱区、横舱壁(板厚8、12)

图2．2(d)货舱区、纵桁与强框架(板厚8、10、15)

14

武汉理j二人学硕士学位论文

图2．2(e)货舱区、甲板与平台(板厚8、12、20、38)

图2．2(D货舱区、小肘板(板厚12、16)

图2．2(g)货舱区、舱口围板(板厚14、16、20)

15

武汉理工大学硕士学位论文

图2．3首部的模型

图2．3(a) 首部、外壳板(板厚10、12、14、16)

图2．3(b) 首部、内壳板(板厚10、14)

16

武汉理工大学硕七学位论文

图2，3(c) 首部、甲板和平台(板厚8、18、38)

图2．3(d) 首部、横舱壁(板厚10)

图2．3(c) 首部、纵桁与强框架(板厚8、10)

17

武汉理工大学硕士学位论文

图2．4尾部的模型

图2．4(a) 尾部、外壳板(板厚10、12、14)

图2．4(b) 尾部、内壳板(板厚10、14)

18

武汉理J：人学硕士学位论文

图2．4(c) 尾部、尾封板和连接装嚣(板厚14、18)

图2．4(d) 尾部、甲板与平台(板厚8、18、38)

图2．4(e) 尾部、横舱壁(板厚10)

19

武汉理工大学硕士学位论文

2．2．2坐标系

图2．4(f) 尾部、纵桁与强框架(板厚8、10、12)

采用右手坐标系，参见图2．1。

原点0位于Fr 0船底中线处，x轴沿船舶的纵向，向首为正；Y轴沿船舶

的横向，向左舷为正；Z轴正方向垂直向上。

2．2．3单元

按照该船的型线，各构件设计尺寸、板厚、截面、开孔等建立三维有限元

计算模型。

模型中采用了以下几种单元：

板壳(shell)单元：模拟船体中的内外壳板、甲板、平台、纵横舱壁、肘

板、纵桁和实肋板的腹板、舱口围板等板壳结构(构件)，以及腹板高度大于

450舢的扶强材的腹板等。板壳单元大多采用四边形单元，在连接或变化较大处采用少量三角形单元过渡。

梁(beam)单元：模拟腹板高度小于450 mm的骨材，较大扶强材的面板，

开孔边缘的面板，支柱等。梁单元考虑各构件的实际截面和偏心。

板单元大小以肋距和纵骨间距为基准，边长比控制在1：2以内；板结构上

的开孔若小于单元尺寸，予以忽略，若开孔大于单元尺寸则安装其实际形状扣

除相应的单元；梁单元依板单元的边建立，其大小与板单元相适应。

武汉理工人学硕士学位论文

模型中对首尾结构进行了适当的简化，如忽略小肘板，甲板、平台和舱壁

上的开口，以及近似考虑连接装置的齿条等。

2．2．4材料参数

钢材：

杨氏模量： E=2．1x105MPa

Poisson比： v=0．3

质量密度：P=7．85x10"9 t／mm3

重力加速度： 苫=9810mm／s2

2．2．5计算模型

2．2．5．1分组

为了赋属性、施加载荷以及处理分析计算结果的方便，模型中分成了37组。

见表2t3。

2．2．5．2模型规模

模型中共28 682个节点、60 589个单元(其中板单元33 223个，梁单元

27 366个)，计算时共167 889个自由度。

表2．3模型分组信息

No 名称 说明 No 名称 说明

l bow 0 中纵剖面构件 19 m hatch 舱口围板

2 bow2-bulkheads 横舱壁 20 re_hatch brackets 舱口围板的肘板

3 bow_2-ring 强框架 21 nl inbtm 内底板

4 bow deck 甲板 22 m inshell 内壳扳

5 bow deckl 升高甲板 23 m outbtm 外底板

6 bow—girder 底纵桁 24 m outshell 外壳板

7 bow inbtm 内底板 25 m stringer 双壳内水平桁

8 bow insheU 内壳板 26 sterll 0 中纵剖面构件

9 bow outbtm 外底板 27 stem 2-bulkheads 横舱壁

10 bow outshelI 外壳板 28 stem 2-rings 强框架

11 bow stringer 平台 29 stern deck 甲板

21

武汉理工大学硕士学位论文

12 m O 中纵剖面构件 30 stern_girder 底纵桁

13 m——2——bhd——stiff 横舱壁扶强材 31 stem inbma 内底板

14 m——2——bulkheads 横舱壁 32 stern inshclI 内壳板

15 m_2-ring 强框架 33 stem_outbtm 外底板

16 m 2-braeke“t$ 肘板 34 stern outshell 外壳板

17 m_btm_girder 双层底纵桁 35 sternjflate 尾封板及槽口封板

18 m deck 甲板 36 stem stringer 平台

37 ster_eonneetion 连接装置

2．2．5．3单元属性

(1)板单元属性

表2．4列出了模型中所用各板单元属性及其主要参数。

表2．4计算模型中板单元属性及主要参数

NO 名称 厚度 说明

l p bow 0 10 10 中纵剖面．中纵桁及纵舱壁

2 p_bow_bhd_10 10 Frl27．Frl33横舱壁

3 p_bow bhd 8 8 横舱壁上垂直桁

4 p_bow_btmgirder 10 10 旁纵桁

5 p bow deck 18 18 甲板

6 p_bow_deck_girder 8 8 甲板纵桁

7 p bow inbtm 14 14 内底板(延伸至Frl27)

8 p_bow_inshell_10 10 内壳板

9 p_bow_inshelll4 14 内壳板的上下列板

10 p bow outbtm_12 12 Frl27以后外底板

11 p_bow_outbtm 14 14 Frl27以后平板龙骨

12 p_bow outbtm 16 16 Frl27以前外底板(首柱板)

13 p bow outshell 10 10 Frl27以后外壳板

14 p bow outsheII 14 14 Frl27以后外壳舷顶列板

15 p_bow_outshell 16 16 Frl27以前外壳板(首柱板)

16 p bow rings 10 10 实肋板

17 p bow rings8 8 双壳范围横隔板及各层甲板强横粱

18 p_bow stringer_8 8 4800高平台

19 p bow stringer『鐾,irder 8 8 平台纵桁

20 p_m_O_12 12 中纵桁

武汉理』=人学硕士学位论文

21p_m_O一15

15 中纵剖面，舱譬乖直桁

22 p_m_bhd 12 12 舱肇F实肋板

23 p_m bhd 8 8 横舱壁

24 p_m_bracket 12 12 底部肘板

25 p_m bracket 16 16 甲板处肘板

26 p_m deek一1212 横向甲板条中间部分

27 p_m deck_20 20 主甲板

28 p m deck 38 38 主甲板上舱口处复板

29 p m埋irder_lO 10 底纵桁

30p_m_hatch一14

14 舱口同板腹板

31 p_m hateh 20 20 舱口围板面板

32 p_m_hatch——bracket——16 16 舱口同板的肘扳

33 p_m_inbtm_14 14 内底扳

34p_m_inshell一10

10 内壳扳

35 p m——inshell——14 14 内壳板的卜．列板

36 p_m_inshelLl6 16 内壳板的上列板

37 p_m_outbtm_12 12 外底板

38 p_m_outbtm 14 14 平板龙骨

39 p_m outshelLl0 10 外壳板

40p_m_outshell一14

14 外壳板的舷项列板

4l p ra ring 10 10 实肋板

42 p_m_ring_8 8 双壳的横隔板

43 p_m_stringer 8 8 4800高平台

44 p stere O 10 10 中纵剖面，中纵桁及纵舱壁

45 p_stem bhd一1010 Fr8和Frl7的横舱壁

46 p_stem_bhd_girder 12 12 舱肇垂直桁腹板

47 p stern deck 18 18 甲板以及连接装置

48 p_stern_deck_girder 8 8 甲板纵桁腹板

49 p stem girder 10 10 底纵桁及各层甲板纵桁腹板

50 p_stern girder_12 12 尾封板垂直桁

5l p stem inbtm 14 14 内地板(延伸剑Frl7)

52 p stern_inshelLl0 10 内壳板(延伸到Frl7)

53 p stem inshell 14 14 内壳板的上F列板

54 p_stem outbtm 12 12 外底板

55 p_stem outbtm 14 14 平板龙骨

武汉理工大学硕士学位论文

56 p_stern_outshelll0 10 外壳板

57 p_stern outshell_14 14 外壳板的舷顶列板

58 p stern plate 14 14 尾封板

59 p_stern_rings 10 10 实肋板

60 p_stern rings_8 8 双壳范围横隔板及各层甲板强横梁

61 p_stern_stringer 8 8 4800高平台

(2)梁单元属性

表2．5列出了模型中所用各梁单元属性及其主要参数。

表2．5计算模型中梁单元属性及主要参数

No 名称 截面 偏心 说明

l b bow 0 bhd stiff B18b <o．109．O．> 中纵舱肇垂向加强筋

2 b bow 0 face 12‘150 中纵桁面板

3 b bow bhd B18b B18b <109，0．0．> 横舱壁晕向加强筋

4 b bow bhd face 10’150 舱壁年直桁面板

5 b bow btmgirder face 16‘160 底纵桁面板

6 b bow btmgtrder stiff 10"150 <o．75．O，> 底纵桁挺筋

7 b bow deck B16 B16a <0，0．．100．4> 甲板纵骨

8 b bow deck girder face lO‘150 甲板纵桁面板

9 b bow girder stiff 10"150 (o．75．0．> 底纵桁挺筋

10 b bow inbtm B22b B22b (O．0．．133．2> 内底纵骨

11 b bow insell B18b B18b <o．109．0，> 内壳板纵骨

12 b bow inshelI btmlzirder 10"150 <O，75．0．> 内壳板F底纵桁挺筋

13 b bow outbtm B12 B12 (o．-75．70．> 舭部纵骨

14 b bow outbtm B14b B14b <o．0．86．> 外底纵骨

15 b bow outshell B12 x B12 <，75．7 0．0，> 船首舷侧纵骨

16 b bow outshell B12 v B12 <O．．75．7 0，> 舷侧纵骨

17 b bow ring face 12"200 实肋板面板

18 b bow ring facel 10"150 开孔面板及各层甲板强

19 b bow rings B20a B20a <0．．124．0．> 舷侧肋骨

20 b bow rinRs stiff 10+150 <75．0．0．’ 实肋板上的挺筋

21 b bow strinRer B18b B18b "cO．0．109．> 平台纵骨

22 b bow stringer西rder face 10"150 平台纵桁面板

23 b oilar 168*10 支柱

24 b m 0 20 20*200 中纵剖面。舱壁乖直桁

25 b ITl 0 20 Z 20*200 舱壁水平桁面板

26 b m bhd B18b B18b <．109．O，Ot>舱壁垂向加强筋

27 b rfl bhd B18b- B18b <109．0．0．>

28 b m bracket face 12"100 各小肘板的面板

武汉理j：大学硕士学位论文

29 b m deck B18b B18b <0 0．一】09> 甲板纵骨

30 b m。,irder stiff 10+150 <0．75．O．> 底纵桁上的挺筋

3l b m hatch-X L180*l 10+ <．119．6 0．0．>舱口围板上的水平扶强

32 b m hatch x L180*1lO‘ <119．60．0．>材

33 b m hatch y’

L180"1 10" <0．119．60．>

34 b m hatch bracket f X 12+200舱口围板肘板上的面板

35 b m hatch bracket f v 12"200

36 b m inbtm B22 B22b <O．0．．133．2> 内底纵骨

37 b m inshell B18b B18b <0．109．0．> 内壳板纵骨

38 b m outbtm B12 B12 <o．．75．7 0．> 舭部纵骨

39 b m outb缸'n B14b B14b <0．0 86．> 外底纵骨

40 b m outshell B12 B12 <O．．75．7 0．> 舷侧纵骨

41 b m rinIzs face 12*200 开孔面板及各层甲板强

42 b m rin2s Stlff 10+150 <．75 0 0> 实肋扳挺筋及舣壳横隔

43 b in stnn．2er B18b B18b <0 0．．109．> 平台纵骨

44 b stem 0 bhd stiff B18b <O．109．0．> 中纵舱卑母向加强筋

45 b St∞ll bhd B18b B18b <109．0．O．> 横舱罐年向加强筋

46 b stem bhd 2irder face 20*150 横舱肇垂直桁面板

47 b stem deck B16a B16a <O．0．．1004> 甲板纵骨

48 b stem deck girder face 10+150 甲板纵桁面板

49 b stUNl girder facel 12"150 底纵桁面板

50 b stern girdel"face2 20*150 尾封板毋直桁面板

51 b stem￡1rdel"stiff 10+150 <0．75．O．> 底纵桁挺筋

52 b stern jnbtm B22b B22b <O．n-133，2> 内底纵’胃’

53 b stern inshell B18b B18b <O．109．0．> 内壳板纵骨

54 b stern o btmlzirder sdff 10+150 (o．75．O> 底纵桁挺筋

55 b stern outbtm B12 B12 <0．．75．7 0．> 舭部纵骨

56 b$terll outbtm B12 Z B12 <0．0．75 7>外底纵骨

57 b$terll outbtm B14b B14b <o．0．86>

58 b stern outshelI B12 B12 <0．一75 7 0．> 舷侧纵骨

59 b stern plate B18b x B18b <109．0．0．>尾封板纵骨

60 b StCrll plate B18b v B18b <O．109．0．>

6l b stem rinlzs face 12"200 开孔面板

62 b stern rings facel 10"150 各层甲板强横梁面板

63 b stern rings frame B20a B20a <O．．124．0．>舷侧肋骨

64 b stern rin2：s frame B20a- B20a <o．124．0．>

65 b stem ring：s stiff 10"150 <一75．O．O．> 实肋板挺筋及双壳横隔

66 b stcm stringer B18b B18b <O．0．一109．> 平台纵骨

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2．3边界条件

航行的船舶结构处于“全自由”状态，但是对它进行有限元静力分析计算

时，不能处理为全自由结构。一般情况下，有限元静力分析时，假设结构计算

模型中没有机构，而且不允许有刚体运动(自由应变)模态。如果上述两条中

任意一个不成立，则用常规的有限元方法分析时。刚度矩阵奇异，导致求解失

败或者得到不正确的结果。

惯性释放(Inertia Relief)是MSC．Nastran中的一个高级应用，允许对完全

无约束的结构进行静力分析。它对于船舶结构强度的有限元直接计算具有很强

的实际意义。

理论上说，如果结构上作用有一个自平衡的力系或者作用(如温度载荷或

电磁载荷等)，则结构郎使是完全不受约束的全自由结构，也会产生应力；另一

方面，此时在结构上任意一点进行约束，得到的反力应该等于零。

惯性释放，简单地说就是用结构的惯性(质量)力来平衡外力，也就是说，

尽管结构没有约束，分析时仍假设其处于一种“静态”的平衡状态。采用惯性释

放功能进行静力分析时，只需要对一个节点进行6个自由度的约束(虚支座)，

针对该支座，程序首先计算在外力作用下每个节点在每个方向上的加速度，然

后将加速度转化为惯性力反向施加到每个节点上，由此构造一个平衡的力系(支

座反力等于零)。求解得到的位移描述所有节点相对于该支座的相对运动。

本次计算，所施加的载荷采用的是直接计算方法，由于计算方法的局限性，

各种工况下的总载荷从数值上看均难以做到绝对的平衡(包括重力与浮力的平

衡、垂向弯矩、水平弯矩以及扭矩的分布等)。尤其是斜浪状态(船体即弯又扭)，

因为各剖面形心与剪心不在同一位置，所以在任何位置施加任何的约束条件都

是不合适的，约束点的反力对变形和应力状态会有较大的影响。另一方面，不

平衡的外力会使得结构产生运动(加速度)，这种运动的计算为一般经典或简化

的方法难以胜任。

根据在船舶结构强度直接计算方面长期的实践和研究，我们认为，就目前

的理论水平而言，全船结构的有限元计算分析中，惯性释放方法是处理载荷平

衡以及边界条件的最好也是最容易实现的途径，

为此，本次计算中采用惯性释放的方法处理载荷(平衡)和边界条件：去

掉支座，消除约束点的反力对变形和应力状态的影响，以便得到更加合理和符

合实际情况的计算结果，对船舶结构的强度进行更加合理的分析与评估。

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3．1计算工况

第3章载荷计算及许用应力

考虑驳船满载和压载两种载况，静水、中拱波浪和中垂波浪三种舷外水条

件，以及自航(0速漂泊，无顶推力)和顶推状态(x方向的顶推力总是向首；

由于结构左右完全对称，Y方向的顶推力只考虑向右舷；Z方向的顶推力考虑向

上和向下两种组合)。计算了表3．1所列的18种工况。

表3．1计算工况说明

满载波浪条件 工况号

名称 重量 货物／压载 舷外水 顶推力

1 f sta 0 0 货物 静水

静水 2 f sta l 、， 货物 静水 组合1

3 f sta 2 、， 货物 静水 组合2

4 f_hog_O一 货物 中拱

波浪中拱 5 f_hog l 、， 货物 中拱 组合1

6 f-hog_2 一 货物 中拱 组合2

7 f_sag_O √ 货物 中乖

波浪中垂 8 f．_sag_l √ 货物 中垂 组合1

9 f_sag 2 、， 货物 中垂 组合2

压载波浪条件 工况号

名称 重量 货物／压载 舷外水 顶推力

10 b sta 0 √ 压载 静水

静水 It b sta l √ 压载 静水 组合l

12 b sta 2 √ 压载 静水 组合2

13 b h090 、， 压载 中拱

波浪中拱 14 b_hog_1 、『 压载 中拱 组合1

15 b_hog_2 、， 压载 中拱 组合2

16 b．sag O √ 压载 中乖

波浪中垂 17 b sag l 、， 压载 中乖 组合l

18 bsag_2 、f 压载 中垂 组合2

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3．2计算载荷

在计算模型中，施加了以下几种载荷：

a．货物压力(包括矿石货物或者压载水)

b．重量(包括船体结构自身的重量、设备舾装等的重量)

c．舷外水压力(考虑静水、中拱波浪以及中垂波浪等波浪条件)

d．顶推力

以下分别叙述这些载荷的处理方法。

3．2．1货物压力

(1)满载重货(矿石)情况

货物载荷以面压力的形式施加。

按照CCS《散货船结构强度直接计算指南(2003)》，货舱内的货物压力通

过下式计算确定：

P；=lOpe(⋯琊韵M。 肼胪

式中：

货物密度(矿石)Pc=3．0tim3

系她=洳7s—c号≯”+o．唧q—o．蚴sⅢs(船长L=98．0m；航速V----9．0 kn)

方形系数G=0．877

系数 ‰=sin2口tan2(45。一0．Sb)+c&a(矿石货物的休止角6=35。)

口=00时(内底板)； 屯=1．0

0：----900时(舱壁及内壳板)： kb=0．27099

％为计算点到货物顶面的垂直距离，单位：m。

hs=z|+ho七h赫一z

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h曲为双层底高度；h、ho参见图3．1。z为计算点的垂向坐标，从基线量

起。假定舱内货物沿船长方向均匀分布。货物顶面沿横向，为抛物线方程(货物项面的横向形状如图3．1)：

铲州1一争式中：6：昙：6．5研 (口=13．om为货舱宽度)；

顶面到连线的最大距离为：

^：鱼tall万：2．2757肌2

抛物线部分的面积为：

4，=三62tan艿=19．7225朋2

图3．1满载矿石重货时货物的横向形状

满载货物按照8000 t计算：

舱长l=60．2 m；舱宽B=13．0 nl。

对应的货物(成=3．O)横截面积为44．2968 m2

所以连线(抛物线底缘)距内底板的高度ho=1．8903 m。

最终得到的内底板、内壳板以及横舱壁上货物压力的分布函数(field)分

别为：

内底板：35．0755926e．3+(2．275674496*(1-'Y*'2／6500"'2)+1．890328937)

内壳板：max(0，9．50513122277103e．3+(3．09032893737654．·z／1000))

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横舱壁：

max(O．9．50513122277103e·3’(2．275674496+(1-'Y++2／6500‘‘2)

+3．09032893737654．’2ylOoo))

满载矿石货物时的货物压力如图3．2示意。

图3．2满载工况的货物压力

(2)压载情况的压载水压力

驳船不装载矿石货物时需要压载，压载时吃水为3．1 m。本船压载舱布置

如图3．3所示。

压载水(淡水)以静水压力的形式施加，计算压力时考虑通气管高度750

压载水压力的分布函数为： 9．81e-6"(8350．．z)

图3．3压载舱分布图

压载时压载水压力如图3．4示意。

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3．2．2重量

图3．4压载工况的压载水压力

进行全船结构强度分析时，重量是主要的载荷之一。而且为了使得计算结

果比较符合实际情况，总的重力应该与由舷外水压力得到的总的浮力尽量接近，

重心与浮心也应该尽量接近。

本船满载排水量为10024 t，吃水5．8 m；压载排水量为5806 t，吃水3．1 m。

本船分站的重量分布见表3．2。考虑了以下重量：

a．钢料的重量

根据单元尺寸(面积、长度等)和属性(板厚、截面积等)，程序自动累积

模型中各构件的质量。计算模型累积得到的钢料的重量为l 411 t。各站间的钢

料重量分布参见表3．2。

b．货物／压载水的重量

货物或者压载水的重量由压力的形式施加，参见本文3．2．1。

各站间的货物／压载水的重量分布参见表3．2。

c．其他质量

上述两项未考虑的质量，如设备、人员、舾装、栏杆、舷梯、管线、焊缝

等。

根据满载和压载时重心纵向位置，考虑船上设备、管线焊缝等，将这一部

3l

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分重量近似分配到船舶的首尾及货舱区，见表3．2。

按照各站间这部分的重量，以及主甲板相应的面积(不考虑横甲板条)，将

其简化为作用在主甲板上的均布面积压力载荷。计算过程参见表3．3。

等效甲板压力如图3．5所示。

表3．2 98，0 111海驳满载及压载工况的重量分布(单位t)

满载重 压载重量No 站号 钢料重量 货物重量 舾装和其他 压载水

量分布 分布

l 0-1 40．96 0．oo 114．oo O．00 154．96 154．96

2 l^2 58．78 O．00 70．00 O．oo 128．78 128．78

3 2~3 83．27 O．OO 60．00 528．55 143．27 671．82

4 3~4 76，23 O．OO 50．00 924．97 126．23 1051．20

5 4—5 81．14 558．14 12．22 174．77 651．50 268．13

6 5-．,6 63．93 651．16 12．22 49．74 727．3l 125．89

7 6～7 58．70 651．16 12．22 49．74 722．08 120．66

8 7娟 63．93 651．16 12．22 49．74 727．3l 125．89

9 8-9 63．93 651．16 12．22 49．74 727．3l 125．89

10 9～10 67．04 651．16 12．22 49．74 730．42 129．OO

11 lO～1l 93．5l 651．16 12．22 49．74 756．89 155．47

12 11-12 63．93 651．16 12．22 49．74 727．3l 125．89

13 12～13 58．70 651．16 12．22 49．74 722．08 120．66

14 13～14 63．93 651．16 12．22 49．74 727．3l 125．S9

15 14～15 63．93 651．16 12．22 49．74 727．3l 125．89

16 15～16 58．70 651．16 12．22 49．74 722．惦 120．66

17 16～17 88．45 279．07 12．22 549．87 379．74 650．54

18 17～18 74．64 0．00 50．00 924．97 124．64 1049．61

19 18～19 105．90 O，00 70．00 132．14 175．90 308．04

20 19—20 81．52 O．00 40．00 O．oo 121．52 121．52

Z 1411．12 8000．00 612．88 3782．34 l0024．∞ 5806．34

重心距舯 0．98 0．S4

武汉理[大学硕士学位论文

表3，3舾装和其他重量的等效甲板压力

站号 舾装和其他 甲板面积 P

t N mm2 Pi kN／m2

l 114．00 1118340 18485838 0．030249 30．248561

2 70．oo 686700 30389006 O．011298 11．298494

3 6000 588600 48528204 O．006065 6．064515

4 50．oo 490500 48987340 O．005006 5．0D6396

5 12．22 119893 17150000 O．003495 3．495431

6 12．22 119893 17150000 0．003495 3．495431

7 12．22 】19893 17150000 O003495 3．495431

8 12．22 119893 17150000 0．003495 3．495431

9 12 22 119893 17150000 0．003495 3．495431

10 】2 22 】19893 】7150000 0 003495 3．495431

11 12 22 119893 17150000 0 003495 3．495431

12 12 22 119893 17150000 0．003495 3．49543l

13 12．22 119893 17150000 0 003495 3．495431

14 12 22 119893 17150000 0．003495 3．49543l

15 12．22 119893 17150000 O．003495 3．495431

16 12．22 119893 17150000 0．003495 3．495431

17 12．22 119893 17150000 0．003495 3．49543l

18 50 00 490500 48804236 0．005025 5．025179

19 7000 686700 45050160 0．007622 7．621505

20 40．OO 392400 29278062 0．00670l 6．701263

图3．5舾装和其他重量的等效甲板压力

33

武汉理工大学硕士学位论文

3．2．3舷外水压力

为了比较全面地考察驳船结构在各种波浪条件下结构中的应力水平，本次

计算中考虑了3种波浪条件，即静水、中拱波浪和中垂波浪。

一般而言，舷外水压力包括静水压力和波浪动压力。

静水压力为：

P=pgh 硎fmz

式中：P=1．025tim3 (按海水计算)

g=9．81m／s2h为距水面的高度，m

波浪动压力计算比较复杂，～般按照切片理论进行计算。结构强度直接计

算中，采用切片理论计算波浪载荷存在以下闯题：

a．切片理论得到的舷外水压力结果中不包含水线以上的压力值，这些位置

的压力仍需要近似处理；

b．切片理论得到的舷外水压力结果难以回归成一个显式的函数而方便地

施加到计算模型上。

CCS《散货船结构强度直接计算指南(2003)》中规定的舷外水压力的计算

方法只适用于船中区域，不适用于全船结构计算。

计算中采用近似的方法：即采用等效设计波，用SCLOS程序计算波浪载荷

以及波浪中拱、中垂状态的吃水曲线，按照波面的形状，用类似于静水压力的

形式施加。

根据98．0 m海驳的主尺度、型值表、满载和压载的重量分布等数据，用

SCLOS程序计算其在波浪种的浮态(吃水沿纵向的变化)。计算时假定船舶斜

置于波浪(坦谷波)上，波长等于船长，波高=4．0 m；并对波浪的浮力分布考

虑Smith修正。

计算得到满载工况下波浪中拱、中垂状态本船吃水沿纵向各站的分布参见

表3．3和图3．6。

采用6次多项式拟合，得到满载工况下，波浪中拱、中垂状态吃水沿纵向

分布的变化曲线分别为：

满载工况：

波浪中拱：

34

武汉理工大学硕七学位论文

v=．3．229251246951E一25xo+9．483181782690E．20x3

．9．498743188399E．15x4+3．453445800761E-10x’一2．423238228966E一06x‘

+4．196367095847E一02x+3．255848609522E+03

波浪中垂：

v=．3．254228788979E-26x6-6 9．601440618029E．21x’

．1．770187075969t■15x4+1．925725461560E．10xj一8．020553399435E-06x2

+2．881552493272E—02x+6．945974807419E+03

9000 1蝴O 2}∞O 392∞ gqooo 588肿雠6。o 7849日88200 98000

图3．6波浪中拱、中垂状态的吃水变化曲线及拟合结果(满载工况)

35

舢

洲

舢

㈣

善|

舢

舢

舢

姗

。

武汉理工大学硕士学位论文

表3．3满载工况，波浪中拱、中垂状态的吃水纵向分布

吃水(mm) hog sag

站号 x(mm) hog sag 拟合值 误差 拟合值 误差

O O 3272．382 6949．131 3255．849 ．16．533 6945．975 -3．156

1 4900 3399．643 6906．558 3438 706 39．063 6916．260 9．702

2 9800 3672．539 6630．970 3680．073 7．534 6623．832 ．7，138

3 14700 4111．S63 6172．892 4064．365 47．198 6171．716 —1．176

4 19600 4621．632 5646．069 4601．893 ．19．739 5644|251 ．1．818

5 24500 5244．174 5106．815 5252．967 8．793 5 109．533 2．718

6 29400 5913．816 4616．955 5948．775 34．959 4621．539 4．584

7 34300 6579．325 4227．115 6609 046 29．721 4221．919 -5．196

8 39200 7151．604 3938．467 7156．499 4．895 3941．466 2．999

9 44100 7556．500 3802．454 7528．064 ．28．436 3801．267 ．1．187

10 49000 7714．033 3813．387 7682．896 ．31．137 3813．520 0．133

1l 53900 7629．950 3982．156 7607．163 -22．787 3982．036 -0．120

12 58800 7312．226 4297．185 7315．621 3．395 4302．410 5．225

13 63700 6812．012 4778．342 6849．962 37．950 4761．873 ．16．469

14 68600 6243．054 5330．544 6273．960 30．906 5338．813 8．269

15 73500 S661．664 5995．220 5665．378 3．714 6001 98l 6．761

16 78400 5129．669 6706．998 5 104．676 -24．993 6709．364 2 366

17 83300 4697．693 7414．644 4660．489 ．37．204 7406．737 ．7．907

18 88200 4366．910 8029．06l 4371．891 4 98l 8025 892 —3．169

19 93100 4188．761 8476．眇6 4227．438 38．677 8482．543 6．447

20 98000 4157．558 8675．769 4140．999 ．16．559 8673．902 ．1．867

计算得到压载工况下波浪中拱、中垂状态本船吃水沿纵向各站的分布参见

表3．4和图3．7。

采用6次多项式拟合，得到压载工况下，波浪中拱、中垂状态吃水沿纵向

分布的变化曲线分别为：

压载工况：

波浪中拱：

Y=．3．229250179297E．25x6+9．483180244155E．20x5．9．498743779432E．15x4

+3．453447604712E．10x3．2．423246732872E．06x2

+3．421919931111E-02x+1．379510691229E+03

武汉理[大学硕士学位论文

6000

吃水

5∞0

4000

波浪中垂：

Y=．3．254253473984E．26x6+9．601497706709E．21x5．1．770191659532E一15x4

+1．925727036957E．10x3．8．020556292843E．06x2

+1．826713481842E-02x+5．252777882242E+03

0 9800 19600 29400 392∞49000 58800 68600 78400 882∞g女000

图3．7波浪中拱、中垂状态的吃水变化曲线及拟合结果(压载工况)

表3．4压载工况，波浪中拱、中垂状态的吃水纵向分布

吃水f niTn) hog sag

站号 x(nⅡ11) hog sag 拟合值 误差 拟合值 误差

O 0 1396．044 5255．934 1379．511 ．16．533 5252．778 ．3．156

1 4900 1485．357 5161．674 1524．420 39．063 5171．375 9．701

2 9800 1720．305 4834．399 1727 839 7．534 4827．261 ．7．138

3 14700 2121．380 4324．633 2074．182 -47．198 4323．458 ．1．175

4 19600 2593．500 3746．123 2573．762 ．19．738 3744．305 ．1．818

5 24500 3178．093 3155．182 3186．887 8．794 3157．900 2．718

6 29400 38呻．788 2613．635 3844．746 34．958 2618．218 4．583

7 34300 4437．348 2172．107 4467．069 29．72l 2166．911 ．5．196

8 39200 49711678 1831．772 4976．573 4．895 1834．77l 2．999

9 44100 5338．626 1644．071 5310．189 -28．437 1642．884 一1．187

10 49000 5458．210 1603．317 5427．073 -31．137 1603．450 0．133

37

武汉理工大学硕士学位论文

11 53900 5336．179 1720．398 5313．392 ．22．787 l 720．278 -0．120

12 58800 4980．507 1983．740 4983．902 3．395 1988．965 5．225

13 63700 4442．345 2413．210 4480．295 37．950 2396．740 ．16．470

14 68600 3835．438 2913．724 3866．344 30．906 2921．993 8．269

15 73500 3216．100 3526．713 3219．814 3．714 3533．474 6．761

16 78400 2646．156 4186．804 2621．163 ．24．993 4189．170 2．366

17 83300 2176．231 4842．763 2139．028 ．37．203 4834．856 ．7．907

18 88200 1807．剐哪 5405．493 1812．480 4．980 5402．324 -3，169

19 93loo 1591．402 5800．840 1630．079 38．677 5807 288 6．448

20 98000 1522．251 5948．825 1505．692 ．16．559 5946．958 -1．867

计算中按照上面的波面拟合方程，以静水压力的形式施加有波浪条件下舷

外水压力。

模型中，满载、压载工况下各种波浪条件下舷外水压力的分布函数(field)

为：

满载工况：

波浪中拱(water_hog_5．8m)：

max(0．10．055c．6’(．3．22925124695lE-250tX’’6+9．483181782690E．20。Ⅸ4’5

-9．498743188399E．15+tX’’4+3．45344580076lE．10"’X·+3

-2．423238228966E-06*．)(++2+4．196367095847E．02+fX

+3．255848609522E+03．’Z))

波浪中垂(water_sag_5．8m)：

max(O．10．055e-6’(-3．254228788979E-26。．)【+。6+9．601440618029E-21。Ⅸ·’5

．1．770187075969E．15"’X‘+4+1．925725461560E．100’Xo‘3

—8．020553399435E_06+tX+’2+2．881552493272E-024．)(

+6．945974807419E+03．．z))

静水压力(water smile 5．8m)：

Z

O

5800

Valtie

0．058

0．000

图3．8、3．9和图3．10分别给出了满载工况下静水状态、波浪中拱状态和波

浪中垂状态的舷外水压力图。

武汉理上人学硕士学位论文

图3．8满载、静水条件下的舷外水压力

图3．9满载、中拱波浪的舷外水压力

图3．10满载、中垂波浪的舷外水压力

武汉理工大学硕士学位论文

压载工况：

波浪中拱(water_hog_3．1m)：

max(0．10．055e．6‘(．3．229250179297E．25"’X’+6+9．483180244155E．20*tX‘‘5

．9．498743779432E．15’．X”4+3．453447604712E．10+tX‘‘3

_2．423246732872E．06"tX·‘2+3．421919931111E．02*IX

+1．379510691229E+03．’Z))

波浪中垂(water_sag_3．1m)：

max(0．10．055e．6‘(．3．254253473984E．26*．X4’6+9．601497706709E．21+’X’‘5

．1．770191659532E．15+‘X++4+1．925727036957E．10"．Xo‘3

．8．020556292843E．06*．)【“2+1．826713481842E_02+．)【

+5．252777882242E+03．’Z))

静水压力(wa：cer static 3．1m)：

Z

O

3loo

Value

0．031

0．000

图3．11、3．12和图3．13分别给出了满载工况下静水状态、波浪中拱状态和

波浪中垂状态的舷外水压力图。

图3．1l压载、静水条件下的舷外水压力

武汉理上人学硕士学位论文

3．2．4顶推力

图3．12压载、中拱波浪的舷外水压力

图3．13压载、中垂波浪的舷外水压力

根据模型试验结果回归得到的项推力载荷系数，得到三个方向上顶推力的

峰值。

强度评估取船体结构受力的极限状态，所以顶推力取各方向的峰值。其中，

由于推轮总是“推”着驳船前进，所以沿船长方向(+x方向)的项推力方向

4l

武汉理工大学硕士学位论文

不变，大小取其峰值；因为船体结构左右对称，横向顶推力仅取向左舷方向(+

y方向)；而垂向的顶推力，由于推轮和驳船在纵摇和升沉的相对运动在两个方

向上均有可能，所以分别取两个方向上的峰值进行组合。

顶推力的计算参见表3．5。

由于驳船上的连接装置(齿条)是有很大刚度的铸钢构件，可以有效她将

顶推力分散并传给船体结构，所以计算中将顶推力平均施加在齿条与尾封板连

接的节点上。每个节点上的集中力计算参见表3．5。

表3．5顶推力计算

方向 X y 2 载荷系数

系数 0．257 O．169 0．148 只=otlAh(i=x，Y，z)力(t) 604．464 397．488 348．096 式中：排水量△=588t

力(N) 5929791．84 3899357．28 3414821．76 波高h=4．0in

平均摊到左右各16个节点上

左 右组合

X y Z X y l z

1 185306．oo 121854．92 106713．18 185306 00 121854．92 l 106713．18

2 185306．00 121854．92 ．106713，18 185306．OO 121854．92 l一106713．18顶推力如图3．4l示意。

图3．14顶推力(组合1)

42

武汉理r大学硕十学位论文

3．3外力平衡调整

由于以下原因，各种工况下所施加的外力并不完全平衡：

a．货物压力计算中实际上已经考虑了加速度的因素，得到的不全是静压力；

b．SCLOS程序计算吃水变化时并没有考虑到驳船尾部的开槽；

c．施加了顶推力；

d．模型中的累积数据误差。

虽然对于施加的各种(不平衡的)外力，利用惯性释放功能进行全船结构

有限元直接计算，都能够得到应力和位移的计算结果，但是外力的不同会直接

影响最终应力的计算结果。

惯性释放的原理是先计算不平衡外力作用下结构的运动(加速度)，通过惯

性力构造一个平衡的力系。如果施加的外力本身的平衡程度较高，则惯性力在

平衡力系种所占的份额较少，计算引起的误差较小，得到的应力将比较符合实

际的情况。为了得到更加合理且符合实际情况的应力结果，需要对所施加的外

力进行平衡调整。

计算中采用载荷系数修正舷外水压力，以使得Z方向的力平衡(重力和浮

力)。

当然，仅仅调整重力和浮力的平衡是不够的。最合理的方法应该是对6个

自由度方向的力(矩)都调整平衡，但实现起来十分麻烦。其他方向的力留给“惯

性释放”去作，它可以通过反向施加惯性(质量)力去平衡外力。

表3．6给出了各种工况下结构重量、货物／压载、舷外水和顶推力在Z方向

产生的合力，以及由此算出的舷外水压力的载荷系数。

表3．6各种工况下z方向的力(单位N)和舷外水压力的载荷系数

项推力 舷外水压力NO 工况 重量(N) 货物／N．载(N) 舷外水(N)

(N) 的载荷系数

l f sta 0 -20018047 —93588336 99841720 O 1．137865

2 f sta 1 -20018047 ．93588336 9984"20 3414822 1．103662

3 f sta 2 ．20018047 ．93588336 99841720 ．3414822 1．172067

4 fhog 0 -2001 8047 ．93588336 99573520 0 1．140930

5 f_hog_1 ．20018047 —93588336 99573520 3414822 1．106635

6 f hog 2 ．200l 8047 -93588336 99573520 -3414822 1．175224

43

武汉理工大学硕士学位论文

7 f_sag_0 -20018047 -93588336 95931336 O 1．184247

8 f_sag_l -20018047 -93588336 9593 1336 3414822 1．148650

9 f_sag_2 ．20018047 -93588336 95931336 ．3414822 1．219843

lO b sta 0 ．20018047 ．37104744 51426584 0 1．110764

11 b sta l -20018047 -37104744 51426584 3414822 1．044362

12 b sta 2 ．20018047 ．37104744 51426584 ．3414822 1．177166

13 b_hog_0 ．20018047 ．37104744 59565396 0 0．958993

14 b_hog_1 ．20018047 ．37104744 59565396 3414822 O．901664

15 b hog 2 -20018047 ．37104744 59565396 ．3414822 1．016322

16 b_sag_0 -20018047 ．37104744 55156076 0 1．035657

17 b sag_1 ．20018047 ．37104744 55156076 3414822 0．973745

18 b sag_2 -20018047 -37104744 55156076 —3414822 1．097569

3．4许用应力

按照CCS《散货船结构强度直接计算分析指南(2003)》第7章“强度标准”

的规定，板单元形心处的中面应力和梁单元的轴心应力的最大许用值如表3．7

所列。

表3．7许用应力值

许用应力

结构分类 吼 ol o★ f

lWmm2 N／mmz N／mm： N／ram2

甲板 220／k 2lOm

内、外底板 22∽【 2lO瓜 145／k

顶边舱、底边舱斜板舷220位 2lo／k 145／k 115詹

侧板

船底纵桁 235m 2lO位 115戌

肋板 175／k 95瓜

横舱壁 175，l【 95瓜

凳边板、横框架 195／k 95瓜

梁单元轴向应力(N／mm2)

横向构件上的梁 176位

纵向构件上的梁 206，k

其中k为高强度钢系数。由于本船全部采用普通钢，k=1．0。

武汉理～【大学硕士学位论文

第4章主要计算结果

4．1板单元形心处中面应力计算结果

18个计算工况下计算得到的板单元形心处最大／最小中面应力结果(MPa)

汇总于表4．1。板单元形心处中面应力分组详细结果列于表4．2。

表4．1 18个计算工况下板单元形心处最大／最小中面应力结果(MPa)汇总

板单元形心处中面应力

上况 工况名 Se Sx Sy Sz Tmax

最人 最小 最人 最小 最大 最小 最人 最人

1 f sta 0 207．18 ．144 79 87 94 —70．35 65 13 —55 95 67．71 11916

2 f sta l 216．32 ．173 75 104．52 -81．12 68．79 -67．87 69 94 124．43

3 f sta 2 203．23 ．134．94 78．70 —71．40 63．20 -48 71 64 73 116．92

4 f_hog_0 184．90 ．72．25 46．71 ．57_35 53．79 ．34．87 62．62 106．36

5 f_hog_1 19l 94 ．103．40 62．40 ．66．42 56 72 ．35．2l 63．95 llO．44

6 f_hog_2 181 40 -67．17 38．88 ．57．20 52．00 ．34．56 60．15 104．42

7 f_sag_0 213．20 ．200．25 11446 ．73．72 67 48 —80 88 69．46 116．13

8 f_sag_l 220．13 ．202-33 122．89 ．75．35 61．11 ．83 74 67．98 117．54

9 f_sag_2 207．97 ．184．59 llO．37 ．75．24 64．43 。74．68 71．55 112．71

10 b sta 0 98．21 ．60．09 93．47 ．35．52 33．40 ．52．79 49．52 54．52

1l b Sta 1 90．33 -62 68 67．30 ．55．37 41．81 ．52．75 49．90 52．15

12 b sta 2 119．39 ．80．89 112．50 _45．58 45．23 ．52．80 50．38 63，81

13 b__hog 0 165．70 ．101．14 161．84 ．53．74 48，64 ．52．17 65．44 87．7l

14 b hog_l 134．35 ．93．01 131．58 —55．74 45．18 ．52．16 52．18 71．57

15 b hog__2 190．35 ，126．25 184．96 ．57．11 57．55 ．52．14 75．07 99．78

16 b-sag O 79．45 -24．96 22．48 —3l 63 20．99 ．53 24 49．13 45．83

17 b sag_l 77．12 ．67．95 42．85 ．54．27 41．06 ．53．“ 49．53 44．46

18 b sag_2 82．41 ．68．87 32．47 48．97 46．47 ．53．27 50．20 47．55

图4．1～图4．4分别给出了最危险的两种工况，f_sag_1和b_hog_2，即满

载中垂，顶推力向上的工况和压载中拱，顶推力向下的工况下的货舱区和首尾

结构板单元形心处中面Von Mises应力云图以及最大相当应力(单位MPa)所

在的大概位置。

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武汉理工大学硕士学位论文

图4．1 f_sag 1工况货舱区板单元形心处中面Von Mises应力云图

图4．2 f_sag 1工况首尾板单元形心处中面Von Mises应力云图

武汉理1=人学硕士学位论文

图4．3 b_hog_2工况货舱区板单元形心处中面Von Mises应力云图

图4．4 b_hog_2工况首尾板单元形心处中面Von Mises应力云图

武汉理工大学硕士学位论文

f sta 0工况 Se Sx SY Sz Tmax

组 组名 最大 最小 最大 晟小 最大 最小 最大 晟大

1 bow 0 14l，51 ．13．80 56．66 0．00 0．00 —32．93 51．02 76．91

2 bow一2-bulkhaads 22．77 O．oo O．oo 一18．28 9．99 一17．4l 8．42 13．13

3 bow_2-ring 69．52 O．oo O．OO ．36．59 16．64 ．18．OO 18．83 39．82

4 bow deck 42．72 ．41．II 1．95 ．20．59 3．16 -0．04 O．02 21．48

5 bow deckl 3．94 -o．75 2．57 ．2．54 4．19 O．00 O．00 2．10

6 bow_girder 72．49 ．13．02 19．97 _4．18 0．03 ．30．40 6．68 41．60

7 bow inbtm 51．56 -0．58 48．79 ．9．13 6．35 O．oo 0．00 26．96

8 bow inshell 77．04 -42．89 11．94 O．oo O．OO -24，62 2．83 44．48

9 bow outbtm 36．77 ．16．03 14．49 ．31．80 7．21 -20．97 11．71 18．87

10 bow outshell 47．oo —13．73 5．61 ．25．41 15．04 ．19．8l 12．05 27．11

11 bow stringer 36 08 —21．94 4．59 ．15．78 7．78 0．oo O．oo 18．88

12 m O 166．11 ．10．14 77．1l O．OO O．00 ．15．36 67．71 92，91

13 m 2 bhd stiff 64．13 一12．79 30．85 ．23 13 O．00 _4．77 40．29 36．59

14 m——2——bulkheads 88 95 O．00 O．oo _43．12 25．56 。13．74 65．22 5135

15 m_2-ring 207．18 O．00 O．oo ．58．95 56．96 05．27 18．64 119 16

16 m 2．brackets 29 42 O．00 O．00 ．28．21 22．59 ．12．59 18．50 14．80

17 m_btm girder 110．46 3．76 63．76 0．00 0．oo ．11．96 37．29 62．77

18 m deck 176．70 —1“．79 2．87 ．70．35 2．74 _o．10 O．0l 94．23

19 m hatch 143．79 ．137．35 2．76 -54．75 11．49 ．7．56 17．83 76．78

20 re_hateh brackets 136．16 ．141．62 3．04 —8．67 11．39 ．32．65 16．24 72．52

2l m inbtm 72．48 ．10 48 70．04 ．58．94 17．26 0，00 0．00 37．03

22 m inshell 128．26 ．120．95 70．21 O．oo O，00 ．55．95 26．77 66．64

23 111 outbtm 84．61 ．3．4l 87．94 ．18．84 65．13 ．10．16 3．25 46．45

24 rll ORtshell 93．10 ．92．13 40．74 -o．20 0．oo ．20．77 0．02 47．99

25 re_stringer 43．73 ．39．79 ．5 76 ．22，88 0．09 0，00 0．oo 23．56

26 Sterll 0 141．22 ．9．16 55．00 0．00 O．00 ．31．2l 49．35 77．04

27stern一2-bulkheads

31．92 0．00 O．oo -20 87 4．51 ．22．52 2．26 18．26

28 stern_2-rings 70．74 O．00 O．oo ．26．10 14．9I ．17．65 10．03 40．45

29 stem deck 44．55 41．88 4．46 -19，34 4．19 ．0．05 O．0l 22．58

30 stvrn-girder 71．26 ．24．71 21．91 ．o 15 0．20 ．28，14 6．45 40，87

31 stcrn_inbtm 50．97 -6．72 48．81 ．12．08 5，9I O．oo 0．00 26．43

32 stern inshell 78．9l -44．00 12．65 -0．09 0．00 ．25．32 1．09 45．50

33 stern outbtm 34．24 ．17．80 16．00 ．32_88 1．01 ．9．76 O．13 19．75

34 stem_outshell 46．oo ．13．2l 7．76 ．2，83 O．32 ．20．8l 0．14 26．55

35 Stern plate 23．70 -4．18 8．55 一16．77 15．80 ．8．38 2．33 13，66

36 stern_string日 37．85 ．22．3l 4．59 一15．79 5．87 O．oo O．00 19．94

37 stern connection 5．30 ，1．82 O．51 ．2．68 1．04 _5．61 2．66 2．92

48

武汉理工人学硕十学位论文

f sta 1工况 Se Sx Sy Sz Tmax

组 组名 最人 最小 最大 最小 最大 最小 最大 最人

l bow 0 149．23 ．12．75 60．62 0．00 O．oo ．32．08 53．04 81．18

2 bow_2-bulkheads 26．50 O．00 0．00 ．19．4l 9．30 ．16．87 8．50 15．29

3 bow_2-ring 70．24 0．00 0．00 ．38．22 14．00 一18．46 17．9l 40．22

4 bow deck 58．31 ．55．64 2．35 -23．71 3．95 ．o．05 O．02 29 45

5 bow deckl 5．26 -0．53 2．69 ．2．55 5．51 O．oo O．oo 2．77

6 bow girder 74．69 ．13．40 22．40 ．4|21 0．10 ．32．27 7．01 42．91

7 bow inbtm 54．89 -o．65 52．18 —9．87 6．53 O．00 O．oo 28．60

8 bow inshelI 87 82 ．57．47 15．54 O．OO O．00 ．32．62 3．56 50．03

9 bow outbtm 38 57 ．14．24 1 8 95 —32 26 6．21 ．20．30 11 80 20 96

lO bow outshell 52．25 ．20．28 6，73 ．25．86 14．26 ．19．10 12“ 30 12

1l bow stringer 48 58 ．29 53 4 49 一】8 65 8．38 0 OO O OO 25 82

12 m 0 171 03 ．10 87 84 63 O．OO O OO ．15．57 69 94 95 46

13 m 2 bhd stiff 64．49 ．15．89 31．66 ．23．05 0．OO -4．61 42 02 36．78

14 rn-2-bulkheads 94．42 O．oo 0，00 ．43．57 26．15 ．15．7l 66 38 54 51

15 rn 2-ring 216 32 O．oo 0．00 -62．63 60．83 ．35 60 22．68 124．43

16 m 2-brackets 34．24 O，00 0．00 -33．05 30．31 ．15．56 25．20 17．26

17 m_btm。oirder 116．26 6．72 79．64 O．00 O．oo ．12．21 39．39 65．60

18 nl deck 208．95 ．173．75 3，03 ．81．12 3 37 -o 11 0．01 111．53

19 m hatch 173．57 -166．75 4．39 —56．24 19．48 ．10．46 21．97 91．02

20 m_hatch_brackets 16414 ．170．40 333 —9 29 14．63 ．39 51 20．33 87．43

21 In inbtm 79．92 —7-33 77．09 ．60．27 19．21 0．00 O．OO 41．31

22 m inshell 152．03 一143．99 89．5l 0．OO 0．00 ，67 87 29．37 79．13

23 1TI outbtm 103．63 -0．51 104．52 ．18．85 68．79 ，10．4H4 4．90 55．7l

24 in ontshell 122，07 ．124．70 56．18 ．O．20 O．OO ．20．78 O．1l 63．65

25 m_stnnger 64．63 ．54．94 -6．29 ．25．62 0．07 O．OO 0．00 33．05

26 Stel'n 0 149．06 ．12．25 61．24 0．00 O．00 ，27 3l 51．25 81．32

27 stem_2-bulkheads 47．42 O．OO 0．00 ．26．85 6．53 ．29 55 5．87 24．26

28 stern_2-rings 70．84 0．oo O．00 ．54．08 36．74 之1．15 24．81 40 46

29 stern deck 88．Ol 一82．78 16．68 -26．67 22．38 -0．07 0．03 44．86

30 stern-girder 72．57 -49．17 39．63 ．O．81 O．36 ．27．69 9．84 41．82

3l stern inbtm 55．30 一8．12 53．8I ．15．23 7．24 0．00 O．oo 29．38

32 stem_inshell 95．79 ．80．32 28．39 -0．09 0．04 —46．03 3 48 53．10

33 stcrn_outbtm 56．83 ．33．18 36 3I -54．34 4．64 ．9．78 3 98 29．88

34 stem outshcll 57．88 -42．43 26．96 —3．70 2．08 ．21．04 9．45 33．06

35 stenl—platc 66．73 ．53．38 11．71 ．33．56 15．84 ．19．52 11．23 35．23

36 stern_stringer 73．18 —57．69 18．20 ．34．61 40．16 O．OO 0．00 41．05

37 stem_connection 34．87 -8．89 2|35 ．13．65 10．74 ．16．37 26．94 19．51

武汉理工大学硕士学位论文

f sta 2工况 Se Sx Sy Sz Tmax

组 组名‘

最大 最小 最大 最小 最大 最小 最大 最大

1 bow 0 131．48 一15．10 51．46 O．00 O．oo ．33．72 48．49 71．37

2 bow 2-bulkheads 23．02 O．00 O．00 一17．41 11．47 ．18．40 8．99 13．09

3 bow_2-ring 69．67 O．00 O．oo ．36．98 19．72 ．17．52 20．42 39 94

4 bow deck 46．74 -45．08 1．98 -23．88 3．20 -0．05 0．02 24．81

5 bow deckl 3．88 -1．36 2．28 ．2．57 3．68 0．00 0．00 2．20

6 bowjgirder 70．57 ．13．55 17．20 -4．34 O．oo -29．43 6．23 40．42

7 bow inbtm 47．35 ．1．02 44．28 ．8．90 6．69 O．00 0．00 24．90

8 bow inshell 74．49 -47．47 lO．11 O．00 O．oo -26．30 2．15 42．41

9 bow_outbma 37．77 ．18．73 13．59 ．3237 8．25 -22．2l 1232 19．47

10 bow outshell 42．90 —14．76 5．91 -25．98 16．11 ．20．90 12．40 24．69

ll bow_stringer 43．52 -25．72 4．81 ．18．19 8．11 O．00 0．00 22．96

12 m O 160．32 ．14．07 67．18 O．00 O．oo 一14．75 64．73 89 96

13 m—．2—。bhd——stiff 62 77 ．13|35 29．97 —22．35 0．00 一5．57 38．19 35．77

14fn-2一bulkheads

86 25 O．00 0．oo ．42．59 26．14 ．13．62 62．69 49．80

15 m_2-ring 203．23 O．oo O．OO ，56．99 55．59 ．34．97 19．20 116．92

16 m_2-brackets 28．73 O．oo O．00 ．27 48 21 70 ．12．55 17．92 1444

17 m_btm girder 107．40 ．10．16 56．44 O．oo O．oo ．11．58 34．30 61．20

18 111 deck 170．02 ．134．94 2．79 ．71．40 2．46 加．10 0．Ol 90．61

19 m hatch 127．30 ．124．15 3．30 ．54 23 7．34 —7．25 15．77 67．52

20 m_hatch_brackets 121．26 ．126．20 3，02 ．10．37 10．20 -28．53 14．3l 64．53

21 m inbtm 65．24 ．19．97 61．29 ．58．36 16．54 O．oo 0，00 37．15

22 m inshell 112．07 -106．97 63．96 O．00 O．OO -48，71 25．65 58．17

23 m outbtm 78．38 ，15．69 78．70 ．20．16 63．20 ．10．5l 3，12 43．28

24 m outshell 90．25 ．89．75 43．48 ．o．21 O．00 -21．70 0．5I 46．57

25 re_stringer 49．32 -42．47 2．13 -24．53 0 11 O．00 0．00 25．70

26 stern 0 120．03 ．20．69 42．6l O．00 0．00 ．34．73 44_31 65．33

27 stern_2一bull(1leads 33．73 000 O．00 ，26．28 5．77 ．17．63 3．45 19．37

28 stern_2-rings 71．70 0．00 O．00 ，51．24 46．58 ．20．09 30．73 41．15

29 stem deck 48．65 ．39．07 28．33 ．23．06 12．12 加．05 0。02 24．71

30 stern girder 69．18 -40．03 14．08 -o．37 0．17 ．26．85 7．59 39．45

31 stern_inbtm 41．85 -9．98 38．51 ．10．03 6．oo O．00 0，00 22．2l

32 stern inshell 71．67 ．39．57 5．37 -o．08 O．00 -20．28 0．94 41．00

33 stem_outblm 79．58 ．70．83 11．24 05．24 10．66 ．9．68 4．27 40．09

34 stern outshell 43．06 ．34．09 30．98 -4．48 3．74 -22．56 10．63 24．86

35 stern-plate 64．51 45．62 13．69 ．23．66 16．13 ．20．85 10．57 33 95

36 stern stringer 74．88 ．52．78 18．87 ．36．16 38．62 O．00 0．00 42，ll

37 stem_connection 33．47 —7．64 1．80 ．13．57 10．28 ．17．29 25．83 18．62

武汉理上人学硕士学位论文

f hog 0 I+况 Se gx Sy Sz Tiylax

组 绢名 最人 最小 最大 最小 最人 最小 最大 最人

l bow 0 110．85 -20．88 41．99 0 00 0．00 ．27．18 46．25 59 49

2 bow 2-bulkheads 14．85 0．00 0．oo 一10．08 7．17 ．13．79 3．47 7．65

3 bow_2-ring 53r2l 0．oo O．oo ．20．45 14．19 ．12 50 12．02 30，5l

4 bow deck 27．22 ．22．20 2，56 -23．】6 1．58 ．o．04 O．02 15．39

5 bow deckl 240 一1．15 1．36 ．1．58 1．16 0．00 0．00 I 36

6 bow_girder 53．10 ．10．42 13．63 —1．10 0．Ol -21．06 4．46 30_39

7 bow inbtm 38，68 -0．69 35．94 ．5 43 5．8l 0．oo 0．oo 20-38

8 bow lnshell 48 62 ．24．49 6 48 OOO 0 00 一】2 98 O．92 29 07

9 bow outbtm 27 33 ．18．77 8j5 ．1791 4．64 一【3 05 6．33 15 24

10 bow outshell 20．92 —7．19 5 50 ．1217 8．64 ．12 54 6．63 10 70

11 bow smnRer 24 60 ．12 70 5．OO ．1 3 00 4 13 0 00 0 00 12 64

12 In 0 155 79 ．1618 44．04 O．00 O．00 一14 48 50 26 88 09

i3 m 2 bhd stiff 55，67 ．9_31 26．Ol 一25．23 0．00 0．00 28 49 31．72

14m_2一bulkheads

6I 64 O．OO O．oo ．43．88 18．93 ．12 24 62．62 32 90

15 m 2-ring 184 90 0．00 O 00 —5017 46．03 ．34．87 17．50 106．36

16 m_2-brackets 21．22 0．OO O．oo ．19．53 9．70 —8．S5 7 92 10，68

17 m_blm_girder 106，24 ．8．94 3l，25 OOO O．00 ．1l 49 24．28 60 82

18 m deck 110 15 ．72．25 2．65 ．57 35 O．89 ．0 08 O．OO 57 77

19 nl hatch 57．14 ．56．28 2．33 -46．66 2．41 -4．30 9．26 29．00

20 m_hamh_brackets 52．18 ．54．35 2 29 ．15．12 3．76 -ll、49 6 38 27．65

21 m mbtm 5】．61 ．25．33 41 97 ．55 40 12．52 000 O．oo 29 35

22 m lnshelJ 59，24 -49．12 24，98 o．00 O．OO ．1S．3l 2l，67 34．20

23 m outbtm 50．31 ．13 92 46．71 —21．50 53．79 ．13 29 0 00 28 30

24 m outshell 44．55 -42．57 15．37 ．o．29 0．00 ．30．27 1．28 25，72

25 m—stringer 40．09 -22．23 4．50 ．29．40 O．22 0．00 O．00 20 32

26 Slern 0 108，44 ．21．29 40．07 O．OO O 00 ．25．00 44．36 58 37

27 stertt一2-bulkheads 13 95 0．00 000 —8．62 5．04 ．12 42 O．81 7，57

28 stera 2-rings 48．43 0．00 0．OO —13．92 18．50 ．11．32 3．66 27．78

29 $teril deck 25．10 ．19．20 5．06 ．22．88 3．33 -005 O．OO 13．9l

30 stern girder 50，17 ．14．98 12．20 -o．04 O．11 ．20 00 4．17 28 70

31 st8rtl inbma 37．93 4．18 35，83 -5．38 5．42 o．00 0．00 19．so

32 stenl inshell 48，11 ．21 48 5．36 ．0．06 0．00 一1l 33 0 lO 27．75

33 stern_outbtm 27．24 ．18．57 5．08 ．13．06 5，32 -6．95 O．08 15．22

34 stern—outshell 17．28 ．5．04 7．02 -0．37 0．72 ．13．8l 1．46 9．97

35 stern plate 10．9l 一2，07 3．53 462 7．70 —5 lO O．91 6．25

36 stern_stringer 22．78 ．11．“ 7．68 ．12．40 7．70 0．00 O．00 “64

37 stern_connecuon 4．74 -2．08 1．19 ．1．57 1．45 —5．02 3．54 2．52

武汉理工大学硕士学位论文

f_hog_1工况 Se Sx Sy Sz Tmax

组 组名 最大 最小 最大 最小 最大 最小 最大 最大

1 bow 0 119．43 ．17．43 46．39 O．00 0．oo -26．49 48．41 64，26

2 bow 2-bulkheads 15．66 O．oo 0，00 ．11．46 6．57 ．13．36 3．49 9．03

3 bow_2-ring 53．2l O．oo O．00 ．22．56 11．62 ．13．12 11．3l 30．59

4 bow deck 40．98 -37．oo 1．04 -24．3l 2．42 -0．05 0．02 22．45

5 bow deckl 2．60 ．o．50 1．47 ．1．50 2．56 O．oo 0．oo 1．32

6 bow_girder 55．83 ．10．92 16．26 ．1．23 O．03 -22．85 4．87 32．01

7 bow inbtm 42．49 -o．76 39．71 —5．81 6．00 0．00 0．oo 22．28

8 bow inshell 60．08 ．39．62 9．10 O．oo O．00 ．21．33 1．71 34．11

9 bow—outbm_l 25．50 ．15．82 12．50 -18．78 4 86 ．12．62 6．46 14．30

lO bow outshell 23．97 —7．37 5．97 一13．09 8．06 ．11．82 6．87 13 84

11 bow_stringer 37．25 ．20．57 4．89 ．15．95 5，53 O．00 O．oo 19．67

12 m O 160．84 —9．91 52．56 O．00 O．oo ．14 72 53 02 90．71

13 m——2——bhd—．stiff 56．29 ．12．59 26 99 ．25．09 0．00 -o．12 30．58 32．06

14m_2一bulkheads

63．72 0．oo O．oo -44．25 18 07 ．12．04 63．95 36．62

15 m_2-ring 191．94 0 00 0．OO ，53 28 50．46 ．35．21 19．52 110 44

16 m_2-brackets 26．07 0．00 O．00 ．24．61 17，53 ．1048 14．63 13．10

17 m_btm—oirder 110．14 ．4．03 42．78 O．oo O．00 ．11．76 26．77 62．70

18 m deck 143．80 ．103．40 2．28 _66．42 1．57 ．o．09 0．01 75．57

19 m hatch 89．84 ．88．12 3．8l -48．40 4．17 -8．16 9．61 45．70

20 re_hatch_brackets 82．64 —85．75 2．60 ．14．44 7．09 ．27．05 8．45 43．90

21 m inbtm 59．68 -21．54 47．95 ．56．10 14．65 O．00 0．00 34．44

22 m inshell 77．21 ．75．99 45．24 0．00 0．00 ．31．55 23．96 42 90

23 m outbtm 61．74 ．10．05 62．40 -21．40 56．72 ．13．47 O．76 34．65

24 m outshell 71．96 ．75．31 31．57 ．0．29 0．00 ．29．82 0．99 37．89

25 m_stringer 49．95 —38．27 3．80 ．31．98 O，20 O．00 O．oo 25．94

26 StelTl 0 117．19 ．11．45 46．76 O．00 O．00 -21．28 46．41 63．18

27 stern_2-bulkheads 30．73 O．00 O．oo ．17．86 5．78 ．19．75 5．41 17．02

28 stem_2-rings 70．45 O．oo O．oo ．54．98 36．17 ．28．80 17．16 40．65

29 stem deck 67．7l —64．76 14．83 —27．26 20．84 -0．07 O．02 34．16

30 stem-girder 51．98 ．38．85 30．02 ．o．67 0．27 ．19．79 10．54 29．95

31 stern_inbtm 43．05 ．5．65 41．22 ．7．26 6．26 0．00 0．oo 22．19

32 stern_inshell 68．01 -58．47 18．93 ．o．06 O．03 —32．46 2．39 35．93

33 stem_ombtm 42．52 ．29．73 27．10 ．32．24 8．83 ．7．05 4．55 21．87

34 stern outshell 36．09 ．28．25 25．53 一1．6l 3．94 —13．72 10．03 20．33

35 stemdalate 61．oo -49．36 12．41 ．21．78 12．61 ．18．9l 11．84 32．14

36 stegn sUinger 71．13 ．52．02 19．63 ．32．96 41．82 O．oo O．00 39．99

37 stern_connection 34．8l -9．14 2．38 ．13．7l 11．13 ．16．23 27．26 19．54

武汉理上大学硕士学位论文

f hog_2 1．况 Se Sx Sy Sz Tmax

组 组名 最人 最小 最大 最小 最大 最小 最大 晟人

1 bow 0 lOO．00 ．24．67 36．34 0．OO O．00 ．27．80 43．57 53．47

2bow一2-bulkheads

15．46 0．00 0．00 ．896 8．57 ．14．66 4．35 8．56

3 bow_2-ring 54．48 0．00 0．oo -20T35 17．19 —12．53 13．41 31．29

4 bow deck 33．8l -25．93 6．34 ．26 69 1．57 一O．05 0．02 18．58

5 bow deckl 2．67 ．1．76 1．44 ．1．58 0．97 O．00 0．oo l 52

6 bow．girder 50．76 —12．96 lO．68 ．1．17 O．03 ．19．80 3．95 28．95

7 bow inbtm 34．51 ．1．13 31．04 ．5．09 6．13 O．oo 0．00 1838

8 bow inshell 45．03 ．28．51 4 30 O．oo O．oo ．14 3l O．38 25．51

9 bow outbtm 30．85 ．21 98 8．23 —18．06 5．65 ．14．04 7．26 17．17

lO bow outshell 22．41 ．8．10 747 ．12．51 9 52 —13．23 6．76 11．60

1l bow—smnger 31 63 一16 20 5 24 ．15 32 4 54 O．OO 0 00 16．50

12 m O 149．99 ．28 23 36．69 0 OO O 00 ．13 85 46 76 85．10

13 m 2 bhd sfiff 5406 —9．84 25．01 ．24．53 O．00 ．o．21 26．04 30 75

14 Ill二julkheads 59 92 0．00 O．00 _43．37 20．04 ．13 73 60．15 30 80

15 m_2-fing 181．40 0．00 0．00 -49．29 46．82 —34．56 18 99 104．42

16 m 2-brackets 20．51 0．00 0．00 ．18．54 8．71 -8．16 8．59 10．32

17 m_btm_girder 103．28 ．23．25 23 72 0．00 O．OO —11．10 20．91 59．27

18 m deck 104．26 ．60 23 19．40 ．57，20 1．59 ．O．08 O．01 54．02

19 m hatch 54 13 -40．64 2．85 -45 90 3．23 -5．OO 9．11 29．98

20 m——hatch——brackets 41．97 ．36 30 2．24 ．17．62 2．86 一11．79 6．79 22 84

2l m inbtm 52．55 —35．28 36 36 ．54．79 12．27 O．00 O．00 29．58

22 m inshell 54．00 —37．47 19．07 O．OO O．OO 一10．14 20．73 31．17

23 m outbtm 47．68 ．26．9l 38．88 -22．9l 52．00 ．13．73 O．oo 27．46

24 m outshell 47．14 ．39．29 21．12 ．0．30 0．OO ．31．19 3．26 27．21

25 re_stringer 42．1l -24．74 16．02 ．31．28 0．75 0．00 OOO 21．70

26 stem 0 86．54 ．33．7l 27．23 O．00 O．oo 一28．32 39．17 46．24

27 stern_2-bulkheads 31．33 0．00 0．oo -21．6l 7．92 ．10．27 4．75 18．08

28 stern 2-rings 71 49 0．00 0．00 ．45．20 45．62 -2336 22．60 41．27

29 stem deck 44．83 ．33．36 28．18 ．28．70 14．69 -o．05 O．02 22．70

30 stern girder 48．26 —34．30 17．13 -o．3l O．32 ．21．45 7．46 27．13

3l stern_inbtm 29．52 —7．77 25．14 -6．55 5．42 O．oo O．00 16 Ol

32 stern inshell 40．69 -23．51 5．99 -o．06 O 00 ．12．74 0．53 23．oo

33 stern_outbtm 74．56 ．67．17 13．90 ．13．50 14．0l -8．05 4．86 37．87

34 stem outshell 30．49 -27．43 29．59 ．1，8l 4．oo ．13．93 11．40 15．44

35 stemAplate 63 05 -42．50 14．16 —14．10 10．94 —20．21 10．55 33．48

36 stem stringer 72．72 -46．76 20．40 ．34 40 40．38 0．00 O．OO 40．99

37 stern_connection 31．78 —7．49 1．67 ．11．95 10．57 —16．88 25．97 18．34

53

武汉理工大学硕士学位论文

f_sag_0工况 Se Sx Sy Sz Tmax

组 组名 最大 最小 最大 最小 最大 最小 最大 最大

1 bow 0 132．80 -27．63 53．17 O．oo O．oo -41．69 69．46 73．22

2 bow_2-bulkheads 41．69 O．OO O．OO ．26．02 17．67 ．24．76 18．04 23．61

3 bow一2mng 88．68 O．00 0．00 ．59．26 31．45 ．23．48 34．59 50．62

4 bow deck 54．22 ．52．00 3．08 ．18．39 6．77 -0．04 0．07 27．39

5 bow deekl 6．67 ．2．84 3．41 ．5．18 3．98 O．OO O．00 3．66

6 bow girder 88．14 ．18．OO 23．77 ．10．83 0．00 ．38．59 7．85 50．47

7 bow inbtm 48．83 ．1．24 45，34 ．13．37 6．66 O．00 O．oo 27．09

8 bow inshell 87．14 ．52．41 13．9l O．00 O．00 ．30．97 3．Ol 50．29

9 bow_outbtm 65．13 -23．89 16．73 —55．14 15．28 —36．96 22．12 35 02

10 bow_outshell 77．32 -27．10 6．54 _48．97 29．41 ．38．20 25．32 42．70

11 bow_stringer 43．06 ．28．83 3．63 ．18．12 10．83 O 00 O．00 22．52

12 m 0 145．66 ．10．98 89．23 0．00 0 oo ．13．63 67．49 80．46

13 m_2_bhd_stiff 60．32 ．14．60 31．36 ．18．77 0．oo ．12．77 40．96 34．47

14 m_2_bulkheads 97．75 0．00 0．00 -37．98 27．34 ．16．18 57．90 56．43

15 m_2·ring 201．84 O．oo O．00 ．57．33 65 36 ．30．03 27．51 116．13

16 m 2-brackets 33．37 O．00 O．00 ．32．21 32．04 ．15．31 26．20 16．9l

17 m_btm_Jgirder 108．31 13．17 88．78 0．oo 0．00 ．1043 39．69 57，07

18 m deck 213．20 ．200．25 3．05 ．73．72 3．89 -o．10 0．Ol 113．79

19 111 hatch 202．26 ．187．46 2．84 ．52．95 25．93 ．9．82 25．98 107．41

20 re_hatch_brackets 189．oo ．196．38 3．18 ．9．08 16．68 ．46．35 25．45 100．78

21 m inbtm 80．79 3．64 80．33 ．52．46 20．79 O．00 O．00 40．44

22 nl inshell 179．46 ．169，04 100．97 0．00 0．00 —80．88 29．8l 93 72

23 m outbtm 109．98 1．83 114．46 ．16．75 67．48 —11．4l 6．15 58 43

24 m outshell 126．93 ．128．05 54．96 ．0．25 0．02 ．25 77 2．oo 65．93

25 m stringer 53．17 ．51．67 ．13．15 ．16．09 ．O．01 O．00 0．oo 27．03

26 StelTl 0 146．90 ．12．55 58．85 0．00 000 -31．98 45．28 80．84

27 stem_2·bulkheads 44．92 O．00 O．OO ．28．55 4．06 ．28．41 3．49 25，76

28 stem 2-rings 80．22 O．oo O，oo ．34．94 13．89 ．20．57 15．oo 45 74

29 stem deck 63．92 -58．41 6|21 ．15．6l 14．12 -0．04 O．Ol 33．10

30 stern_girder 79．12 -31．02 28．37 -o．27 O．26 ．30．92 7-39 45．43

31 st廿'll inbtm 53．52 —8．4l 51．63 ．17．37 6．41 O．oo O．OO 30．64

32 stern insheU 94．20 ．59．37 19．88 ．o．1l O．01 ．35．50 2．32 54．33

33 stern_outbtm 49．35 ．20．76 24．10 ．48．55 -0，42 -9．98 O．16 28．49

34 stem outshell 63．42 -29．32 lO 19 -4．27 0．57 -26．50 O．4l 36．61

35 stern-plate 32．84 ．7．66 11．85 -25．30 20．40 ．10．45 3．46 18．92

36 mere_stringer 46．2l -29．oo 3．89 -24．83 4．57 O．00 0．00 24．95

37 stern_connection 8．21 一1．78 O．27 ．3．49 O．24 -6．30 3．45 4．29

武汉理一T=大学硕士学位论文

f sag_l 1-况 Se Sx Sy Sz Tmax

组 组名 最人 最小 最大 最小 最犬 最小 虽人 虽人

1 bow 0 119．05 ．26．90 47．6l 0．00 0．00 ．39 97 67．98 65．89

2 bow_2-bulkheads 41．18 0．00 O．00 ．25．“ 17．54 -24．27 17．98 23．29

3 bow_2-ring 85．77 O．oo O．oo ．58．45 30．65 ．22．72 33．84 48．95

4 bow deck 61．52 —58．66 3．18 ．19．2l 7．38 -0．05 0．07 31．28

5 bow deekl 6．17 ．2．7l 3．14 -4．84 448 O．oo 0．oo 3．47

6 bow_girder 84．72 ．17．94 23．71 ．10 59 O．01 ．37 66 7．43 4848

7 bow inbtm 46．73 ．1．59 40．28 ．13．02 6．50 0．oo O．oo 26，56

8 bow inshell 87．45 ．59．18 14．34 O．00 0．00 ．34．25 2．85 49．10

9 bow outbtm 63 86 ．23．52 】7．06 ．54．01 14．80 ．36．08 21 8l 34．53

10 bow outshell 75 67 ．29 55 6．62 -48，01 28．65 ．37．62 24．99 41 83

11 bow stnnger 50 18 ．33 08 3 66 ．19 3l 10 94 O．00 0 00 26 57

12 m 0 130．35 ．10．05 87．95 0．00 O．00 ．12．17 59．34 71 80

13 m 2 bhd stiff 51．55 ．16．01 30．16 ．16．18 O．OO ．13 82 36．10 29 45

14 m 2 bulkheads 90 82 O．OO O．00 ．34．68 28．26 ．17．03 50．20 52．40

15 m_2-fing 179．98 0 oo O．oo 一53．34 57．31 ．28．57 28．20 103．50

16 m 2．brackets 35．07 OOO O．oo ．33，92 35．84 ．16．66 29．6l 18．18

17 m_btm girder 103．35 14．08 93．52 0．00 O OO ．9．44 35 23 53 81

18 m deck 220．13 ．202．33 2 85 ．75．35 4．04 ．O．11 O．01 117．54

19 m hath 21017 一195 08 4．1l -48，06 31．47 ．10．89 26．79 109．59

20 m_hatch brackets 195 02 ．202 30 3．10 ．9．22 17．94 -47．98 27．83 103．99

21 m mbtm 76．16 6．23 75 8l -46，22 19 30 0．00 O．OO 39．63

22 m inshell 182．23 ．171．21 108．27 0．00 O．OO ．83．74 27．42 95 18

23 m outbtm 116．57 -o 46 122．89 ．15．78 61．11 ．1l 09 6．9l 61．80

24 m outshell 141 20 ．145．03 63．75 -0．24 O．03 -25．02 3．43 73．81

25 m_smnger 64．23 ．61．06 ．12．16 ．17．24 ．o．06 0．00 O．00 32．32

26 stem 0 133．31 ．15．26 55．73 0．00 O．OO ．27．48 39．06 73．54

27 stem_2-bulkheads 54．18 O．OO O．oo ．32．27 6．79 -33．21 6+33 28．80

28 stern_2-rings 76．23 0．OO O．OO ．55．18 35．64 ．23．29 30．83 43．34

29 stern deck 98．62 ．91．14 17 66 -25．05 21．69 ．0．05 0 03 50．92

30 sternA；irder 75．00 ．55．38 42．41 -0．90 0．38 -28．05 9．36 43．20

3l stern inbtm 54．33 ．9．78 48．18 ．18．8l 7．04 O．00 O．00 31．00

32 stem inshell 102．52 ．87．59 32．21 -o．10 0．04 ．51．42 3．92 55．52

33 stern_outbtm 68．43 ．36．73 39．97 -66．27 2．08 -9．88 3．66 36．00

34 stern outshell 70．23 ．55．13 28．21 -4．99 2．12 ．27．01 10．47 40．25

35 stern_plate 71．47 ．57．14 12．89 -4006 20．21 -20．73 10．74 37．72

36 stem_stringer 75．95 -62．46 16．61 -41．引 37．18 0．00 0．00 42．50

37 stem connection 35．35 ．8．87 2．32 ．13．83 9．87 -15．12 28．10 19．49

55

武汉理工大学硕士学位论文

f sag_2工况 Se Sx sy Sz Tmax

组 组名 最大 最小 最大 最小 最大 最小 最大 最大

l bow 0 123．57 -29．31 48．35 O．00 0．00 -42．78 71．55 68．14

2 bow_2一bulkheads 44．50 0．oo 0．00 -25．45 19．34 -25．95 19．33 25．13

3 bow 2-ring 89．54 O．oo 0．00 -60．42 34．86 -23．22 36．63 51．16

4 bow deck 59．01 ．56．69 3．15 -21．74 6．96 ．0．05 0．07 29．8l

5 bow deckl 6．96 ．3．48 3．17 ．5．29 3．52 O．00 0．oo 3．89

6 bow girder 87．14 ．18．62 23．19 ．11．19 O，02 ．38．Ol 7．48 49．82

7 bow inbtm 46．40 ．1．97 41．17 一13．28 7．02 O．oo 0．oo 26 38

8 bow inshell 87．18 ．57．65 12．34 O．00 0．00 ．33．06 2．38 48．95

9 bow outbtm 67．0l -25．19 14．75 ．56．46 16．53 ．38．66 23．04 36．16

IO bow outshell 79．00 ．27．13 6．76 ．50．26 30，89 -4047 26．09 43．89

11 bow stringer 50 96 ．32．98 3．82 -20．67 11．27 0．00 0．oo 26．86

12 m O 134 11 —10．13 80，3l O．00 0 00 ．13．06 65 03 74．73

13 m 2 bhd stiff 59．29 一15．25 29．43 ．18．00 0．oo ．13．17 39．21 33．84

14 m_2_bulkheads 95．90 000 O．00 一3713 27．39 ．14．84 54．69 55136

15 m 2-ring 195．78 O．00 O．00 —54．22 64．43 ．30．19 24 99 112 71

16 m 2．brackets 32．92 O．00 O．00 ．31．75 31．30 ．15．44 25．80 16 67

17 m_btm_girder 104．30 1．17 80．50 O．00 0 00 —10．07 37．10 55．25

18 m deck 207．97 -184．59 2．99 ．75．24 3．66 m．10 O．01 111．09

19 nl hatch 187．49 ．176．80 3．13 ．52．70 22．31 —9．39 24．18 99．64

20 re_hatch_brackets 176．72 ．183．68 3．17 ．8．43 15．29 ．42．89 23．18 94．19

21 1"11 inbtm 74 12 ．5．42 72．48 ．51．40 20r35 0．00 O．00 37．31

22 nl inshell 165．55 ．156．35 96．21 0．00 0．OO ．74．68 28．69 86．44

23 m outbtm 105．18 ．9．57 llO．37 ．17．20 64，38 一11．68 6．16 55．67

24 m outshell 126．15 -126．82 58．44 ∞．26 0．02 -26．49 2．50 65．43

25 m—slrmger 55．82 ．54．67 ．5．56 ．17．63 O．02 0．00 0．00 28．34

26 std-n 0 126，87 ．15．09 47．04 0．00 0．oo ．35，55 40．53 69 77

27 stm'n_2-bulkheads 34．89 0．00 0．oo -29．33 5．1l -23．65 4．46 19．90

28 stern_2-rings 81．59 O．oo 0．00 ，55．73 45，75 -21．45 37 09 46 69

29 stet-n deck 59．12 ．55．08 28．93 ．18．53 12．04 ．0．05 0．02 30．21

30 sterngirder 77．35 ．46．55 19．81 ．0．49 0．18 -29．83 8．25 44．23

3l stcm_inbtm 47 37 ．11．72 41，83 ，13．44 5．93 0．00 O．oo 27|23

32 stem inshdl 89．00 ．55．78 10．17 10 10 000 ．30．99 2．1l 50．00

33 stem outbtm 82．94 ．72．86 13．57 ．50．93 7 9l ，lO．38 3．96 41．58

34 stem outshell 61．23 ．38．97 32．06 —5．97 3．6l -28．58 10．90 35．34

35 stcm—plate 65．16 -49．13 13．15 ．32．52 20，87 -22．13 12．33 34．03

36 stern stringer 77．96 -57．6l 16．97 —39．44 35．34 0．00 O．oo 43．72

37 stern connection 34．52 —7．79 I．97 ．14．94 10．16 ．17．64 27．30 19．19

武汉理工人学硕士学位论文

b sta 0】：况 Se Sx Sy Sz Tmax

组 组名 最大 最小 最大 最小 最大 最小 最大 最人

1 bow 0 81．45 ．30．88 5．86 O．oo O．00 ．23．00 23．7l 45 18

2bow一2一bulkheads

38．24 0．oo O．oo -2．27 15．49 -21．39 38．70 19．35

3 bow_2-ring 52．36 0．00 0．oo ．8．79 22．22 ．6．55 11．92 29．89

4 bow deck 20．37 -2．38 19．52 ．2．77 7．31 ．0．0l O．02 lO．21

5 bow deckl 2．58 ．1．01 0．9l -2．46 O．28 O．oo O．00 1．31

6 bow girder 55．57 ．11．44 12 67 -0．07 O．02 ．6．32 22．84 31．54

7 bow inbtm 25．55 -23．07 19．18 ．3 12 10．99 0．oo O．00 14．57

8 bow inshell 51 59 -4．22 20．86 O．00 O．OO ．1 55 12．58 29 70

9 bow outbtna 31．89 ．20．32 14 11 ．8 81 19．01 ．746 11．53 18 15

10 bow outshen 50 20 ．5．84 17．67 _4 27 9 69 ．6 68 20．02 28 83

11 bow sriqnger 14 27 ．3 15 15 52 ．0 18 10 73 0 OO 0 00 8 14

12 m 0 81 63 -45．78 5．51 O．00 O．OO ．30 79 2．97 44．9l

13 m 2 bhd sti行 29．09 ．16．36 6．19 O．00 7．67 ．20 85 6．07 16 60

14 m_2 bulkheads 49．89 O．00 0．00 —13．75 16．66 ．52．79 49．52 26 40

15 m 2-nng 94“ O．00 0，oo 一35．52 22．87 ．13．88 9．40 54．52

16 m 2．brackets 13．72 O．00 O．OO ．14．54 7．49 —11，69 5．79 7．73

17 m_btm-girder 62．14 -45．85 ．5．20 0．00 0．oo ．22．44 1．5l 34．65

18 irl deck 98．21 ．1．22 93．47 ．1．59 33．40 -0 01 O．05 52．39

19 rll hatCh 95．38 ．1．18 86．93 ．12．72 22．09 -t2．86 4．49 50．75

20 m hatch_brackets 87 60 ．1．34 91．02 ．7 93 4．30 ．11．96 21．19 46 70

21 m mbtm 41．33 -42．36 ．5．42 ．11．07 22．05 O．00 O．00 21．28

22 In inshell 83．58 —50．21 78．61 0．00 O．00 ．18．65 36．94 43．75

23 m outbtm 52．57 ．60．09 11．31 ．32．88 12．06 ．5．42 2．06 30 18

24 In outshell 58 81 ．29．60 59．78 _o．06 O．00 -6．10 10．23 30．61

25 re_stringer 26．15 O．27 26．35 1．15 12．31 0．00 0．00 14．63

26 steTn 0 82．56 ．31．37 3．26 O．00 O．00 ．23．18 22 3l 45．81

27stein一2-bulkheads 49．92 0．00 0．00 -4．75 12．49 —50．10 40．18 25．06

28 stern 2一rings 53．,16 0．00 0．00 -4．44 23．57 ．8．05 13．04 30．44

29 stem deck 24．26 ．2．19 22．79 -4．69 6．82 O．00 O．02 12．35

30 stern_Jgtrder 54．76 —18．94 12．21 -0．07 0．04 -9．10 22．49 31．15

31 stern_inbtm 26．36 ．22．98 19．47 —3．51 13．83 O．oo O．00 15．17

32 stern—inshell 51．74 ．8．8l 23．68 O．00 0．05 -2．39 14．00 29．78

33 stern outblm 34．35 -22．66 13．32 -6．64 15．83 -4．30 9．68 19．39

34 stein outshell 47．01 ．7．68 17．15 -o．2l O．59 ．5．72 24．37 27．05

35 stern-plate 8．31 -2．12 2．78 一1．30 8．OI ．3．60 0．85 4．56

36 stern stringer 15．77 -8．65 16．76 -9．13 11．98 0．oo O．OO 9．05

37 stern_connection 5．03 —2．15 1．29 ．1，67 1．46 ．4．82 3．72 2．62

57

亟堡墨三查堂堡主兰垡丝奎

b sta l工况 Se Sx sy Sz Tmax

组 组名 最大 晟小 晟大 最小 最大 最小 最大 最大

l bow 0 73．48 ．26．81 6．09 0．00 O．00 ．20 89 24．61 40．78

2 bow 2-bulkheads 37．82 O．00 O．00 ．2．40 14．30 ．22．16 38．40 19．21

3 bow2-ring 53．56 0．oo 0．00 —10．86 22．18 ．7．76 12．16 30．60

4 bow deck 18．42 ．3．27 18．00 -0．49 lO．2l -o．02 O．02 9．7l

5 bow deckl 2．60 J0．56 O．50 ．1，55 O．29 0．oo 0．00 1．48

6 bow girder 54．2I 一11．69 12．3l —o．23 O．05 ．7．08 22．17 30．65

7 bow inbtm 24．OO ．19．64 19．13 ．3，48 9．89 0，00 O．oo 13．84

8 bow inshell 47．40 ．3．49 20，25 000 O．oo ．2．43 11．54 27 23

9 bow outbtm 27，58 一t8．77 lz02 -9，28 19．“ -702 12．28 15．49

10 bow_outshell 44．82 —8．45 20．72 _4．80 9．16 ．6．21 20．58 25．65

ll bowstringer 14．74 -8．17 14，49 _o．17 10．73 0．00 0．00 7．82

12 m 0 76．43 —37．98 4．76 0．00 O．00 ．28．46 2．87 42．25

13 m 2 bhd stiff 29．32 -14．96 5．14 0．00 7．59 ．19．19 7．Ol 16 70

14 m 2_bulkheads 50．29 0．00 O．oo 一13，77 15．23 ．52．75 49．90 26．39

15 m_2-ring 90．33 O．00 0．00 —34．88 21．03 ．14．24 9．80 52．15

16 m 2．brackets ll，06 0，00 0．oo -11．56 6．93 ．9．40 5．95 6．26

17 m_btm girder 58 13 ．38．35 4．15 0，OO O．oo ．20-26 I．39 32．70

18 m deck 79．09 一16．36 67．30 -5，99 31．04 -o．01 0．04 42 09

19 13'1 hatch 68-23 ．10．85 63．90 ．7．48 20．53 ．9．22 3．23 36．21

20 m hatch_brackets 62．59 ．8．44 65．OO 一5．86 5．38 ．7．53 15．09 33．36

2l m inbtm 38．03 ．36．1l _0．5l 一10．47 21．24 O．oo O．oo 19．83

22 m inshell 61．70 -45．05 56，20 of00 O．OO ．17．79 25．54 35．62

23 m outbtm 48．80 —52．56 31．17 -30．99 15．51 ．5．78 2．82 26．28

24 nl outshell 47．42 ．35．34 49．09 -o，06 O．OO -6．66 8．48 24．87

25 nLstringer 26．45 一16．55 25．90 _o．27 12 49 O．oo O．OD 14．77

26 stern 0 74．48 ．25．02 11．02 0，00 0．oo ．21_20 26．26 41．39

27 stern_2一bulkheads 51．92 O．∞ 0，∞ 一17，61 12．07 ．51．93 408l 26．00

28 stern_2-rings 70．49 O。00 O．oo 一55．37 36 70 -28．56 17．40 40．67

29 stelll deck 65．67 —62．68 13．3l —14．24 17．30 ．0．02 0．02 33．26

30 sternJgirder 54．91 -38．16 21，75 _o．63 O．20 ．7．70 23．10 31．58

3l stern_inbtm 28 34 一18．26 19．98 —3．27 10．82 0．00 O．00 16．30

32 stem_insheU 48．29 ．15．29 15．07 0．00 O．05 -6．87 11．80 27．82

33 stem_outbtm 42，S8 —30．79 31．37 一15．59 18．12 —6．69 9．72 21．66

34 stern outshell 42．79 -29．3l 34．61 一1．54 4．23 ．13．52 24．45 24．66

35 stcrn』latc 58，79 _47．74 12．34 ．15，56 1049 ．18．82 11．93 30．96

36 stern stringer 70．98 —52．20 19．50 ．32．97 4I'8l 000 O．oo 39．9I

37 stem—connection 34．90 ．9．2l 2．39 —13．75 11．15 ．16．27 27．3l 19．58

武汉理工大学硕士学位论文

b sta 2 I：况 Se Sx Sy Sz Tmax

组 组名 馒人 最小 最大 最小 最大 最小 最人 最大

1 bow 0 91．77 ．36．20 6．30 0．00 O．00 ．25．63 22．88 50．87

2 bow_2-bulkheads 39．06 O．00 O．oo -2．72 16．45 ．20．97 39．20 19．6l

3 bow_2-ring 52．54 O．OO O．OO ．8．69 23．86 -6．88 12．39 29．97

4 bow deck 30．44 -2．48 29．05 ．3．84 lO．40 -0．02 O．02 15．37

5 bow deckl 3．28 ．1．6l 1．12 ．2．90 O．31 0．oo 0．00 1．73

6 bow girder 57．81 ．13．12 13．37 -o．12 0．04 ．5．89 24．07 32．91

7 bow inbtm 30．16 -27．70 18．95 ．3．26 11．88 0．00 0．oo 16．87

8 bow inshell 60．70 ．7．37 30．74 000 O．OO ．1．87 17．92 34．95

9 bow outbtm 35 71 -24．85 13 66 ．9 25 19．20 ．845 11 16 20 45

10 bow outshell 54．96 ．5．78 17．26 -4 56 10．02 ．7 53 19．78 3l 59

1l 100W smn霉er 16 24 _4．25 17 43 ．O 81 11．26 0．00 0．00 9 21

12 m 0 93 58 ．58．49 6 49 0 OO O．00 —33 88 3 46 50．55

13 m 2 bhd stiff 31．61 ．20．8l 790 000 8 61 ．23．17 5．94 18 03

14m_2一bulkheads

50 04 O．00 000 ．14．79 18．09 ．52．80 50 38 26 99

15 m_2-ring 103 50 O．oo 000 ．38．45 27．77 ．16．32 12．36 59．76

16 m一2-brackeB 18．57 0．OO O．00 ．19．72 12．94 ．16．20 9．18 10．37

17 m_btm glrder 72．29 -63．68 培．16 0．00 O．OO ．25．50 2．03 39．39

18 m deck 119．39 ．1．32 112．50 ．1．88 41．40 -o．叭 O．06 63 8l

19 m hatch 115，12 ．2．38 108 88 ．17．12 22．96 ．15．64 6．06 60．34

20 m hatch brackets 105，59 —1．45 109．6I ．10．01 5．11 ．15 10 25 62 56．31

2l m inbtm 52 25 ．53．37 ．9 43 一13．03 23．55 O．oo O 00 27 32

22 m inshell loo，59 ．71．19 94．14 000 O．00 -21．50 44．88 52 66

23 m outbtm 75 92 ．80．89 9．74 ．37．06 12．34 ．7 49 1．89 40．50

24 m outshell 79．31 -48．83 81．83 —0．08 0．00 _8．58 13．78 41．52

25 ⅡLstnnger 37．13 ．5．36 35．10 0．78 14．14 0．OO O．oo 19．13

26 stem 0 104．11 -43．87 4．55 0．00 O．00 ．28．31 18．74 57．72

27 stern_2-bulkheads 49．88 O．oo O．00 ．21．33 16．49 -49．51 43．02 25．12

28 stem_2·rings 71．52 0．OO 0．oo -45．58 45．23 ．23．17 22．79 41．29

29 stem deck 47．48 ．31．30 45．38 -22．3l 13．90 -o．03 O．03 24．01

30 sternjgirder 57．57 ．37．73 19．42 -0．34 OJ36 ．18．62 23．95 33．10

3l StglTI inbUn 35．51 ．33 71 19．39 -4．37 18．28 O．00 0．oo 19．95

32 stern inshell 6l 38 ．22．75 43．70 -0．05 O．06 -4．04 25．57 35．42

33 stem_outbtm 75．69 -68．25 15．38 ．7，57 25．51 -8．04 10．01 38．50

34 stem outshell 57 96 ．29．55 29．34 ．1．77 4．14 ．13．13 24．60 33．17

35 sternjalate 63．96 -42．36 14．14 —15．54 17．64 —20．12 10．64 33．95

36 stem_stringer 72．58 _46．98 22．23 —34．39 40．39 O．oo O．OO 40．91

37 stern connection 31．62 ．7．58 l，64 ．1l，99 10．59 一16．93 25．92 18．24

武汉理工大学硕士学位论文

b_hog_0工况 Se Sx sy Sz Tmax

组 组名 最大 最小 最大 最小 最大 最小 最大 最大

l bow 0 103．99 -40．92 6．21 0．00 0．00 ．25．3l 30．12 58．0l

2 bo、啦-bulkll∞ds 39．36 0．oo O．OO -4．9l 20．40 -20．07 39．39 19．73

3 bow_2-ring 69．81 O．00 O．OO ．7．43 30．11 -5 56 17．07 39．79

4 bow deck 33．19 ．3．66 30．87 -8．56 6．01 -o．Ol O．Ol 17．07

5 bow deekl 4．86 ．1．16 0．70 -5．16 0．81 O．00 0．oo 2．58

6 bow_girder 72．78 ．15．56 13．06 -o．04 0．14 ．6．87 29．60 4l 45

7 bow inbtm 36．60 ．32．08 19．27 -4．13 14．68 0．00 O．oo 21．1l

8 bow inshell 72．56 ．7．40 32．05 O．00 0．00 ．2．02 19．42 41．77

9 bow_outbtm 47，oo -24．7l 15．9l O．20 26．13 -3．12 14．02 26．92

10 bow outshell 70．17 ．3．34 20．64 -0．68 13．08 —3．58 22．83 40．34

11 bow_stringer 18．67 -2．93 19．43 -2．01 10．71 O．oo O．oo 10．36

12 m 0 98．24 ．77．5l 8．40 O OO O．OO -45 44 4．78 50．65

13 m 2 bhd stiff 39 07 ．25．49 9．3l O．00 8．08 ．30 85 11．06 2232

14 m——2——bulkheads 65．13 O．00 O．oo ．23．36 20．59 ．52．17 49．92 37．60

15 m_2-ring 129．69 O．OO 0．00 ．53．74 32．22 ．23．62 16．19 74．87

16 m 2-brackets 24．03 O．oo O．00 -25．72 14 18 -20 92 10．24 13．34

17 m_btm_Jgirder 84．34 ．79．34 ．13．18 0．00 O．OO 一33．55 1．90 42．97

18 m deck 158，61 ．1，87 161．84 ．2．95 48．64 ．0．01 0．07 84．49

19 rn hamh 165．70 ．1．65 152．14 -25．63 30．69 ．22．56 7．48 87．7l

20 re_hatch brackets 152．12 -2．02 157．99 ．13．95 7．45 ．23．84 37．38 81．15

2l m inbun 63．66 -65．96 ．15．47 ．17．42 27．14 O．oo O．00 33．1l

22 m inshell 145．35 ．88．68 135．85 0．OO O．OO -27．19 65．44 76．18

23 m oUtbun 91．45 ．101．14 6．27 -48 40 12．34 ．9．93 2．09 50．68

24 m outsheU 101．55 ．52．14 103．70 -0．14 0．00 ．14．00 17．28 52．98

25 埘Lstringer 40．72 6．54 41．77 1．10 13．29 O．oo O．oo 21．40

26 stern 0 1lO．72 -43．92 3．45 O．OO O．OO -27．72 27．23 61．69

27 stern_2-bulkheads 48．15 O．oo O．oo ．4．34 17．02 ．48．62 41．40 24．31

28 stern_2-rings 71．13 O．00 0．00 ．10．12 32．73 ．7．65 17．84 40．44

29 stern deck 42．47 ．3．7l 38．86 ．12．4l 6．65 -0．Ol O．02 22．05

30 sterng,irder 71．19 ．17．47 13．07 -o．08 O．10 -6．82 29．15 40．66

31 stern—inbtm 40．62 ．34．10 19．59 -4．83 19．30 0．00 0．00 23．19

32 stern inshell 75．57 ．12．31 39．38 ．o．Ol O．08 -2．82 23．67 43．5l

33 stern_outbtm 50 89 -30．37 12．49 ．1．83 22．59 ．3．68 11．31 29．16

34 stern_outshell 67．80 ．8．58 24．26 ．o．17 0．43 ．4．67 28，7I 39．11

35 sternjflate 17．47 ．3．85 4．25 ．0．96 13．66 ．2．39 2．32 9 25

36 stern stringer 20．33 ．7．75 20．16 -9．26 13．65 O．00 0．oo 11．24

37 stem_connection 5．64 -2．18 1．44 ．1．80 1．44 ．4．02 4，15 3．04

武汉理上大学硕士学位论文

b_hog_l l：况 Se Sx Sy Sz Tmax

组 组名 最人 最小 最大 最小 最大 最小 最大 摄人

l bow 0 94．66 ．36．25 3．52 O．OO 0．00 ．23．06 30．63 52．84

2 bow 2一bulkheads 38 77 O．00 O．00 一3．49 18．91 -20．9l 39．04 19．53

3 bow_2-ring 68．47 0．oo 0．00 ．5．67 29．59 -6．47 16．35 39 08

4 bow deck 30．41 -3．66 28．62 -5．6l 890 -o．02 0．02 15．55

5 bow deckl 3．84 一1．00 0．36 ．3．75 0．60 0．00 O．00 2．Ol

6 bow_girder 70．29 ．13．35 12．66 -o．06 0．07 -6．“ 28．52 39．93

7 bow inbtm 33．64 ．28．1l 19．21 ．4．38 13．35 0 00 O．oo 19．38

8 bow inshell 67．08 ．5．80 30．7l 0．00 0．OO ．1．77 17．76 38．57

9 bow outbtm 41．68 ．22．87 18．69 -0 23 25 79 ．2．65 14 62 23 72

10 bow outshell 63．59 —6．65 20．06 -o．57 12 35 ．3．65 23．22 36 48

11 bow stnnger 17 05 —3 42 17 96 ．O．71 10 72 O 00 O OO 9 75

12 m O 89．69 —64．12 7 48 0．OO 0 OO -42 23 4 17 46 69

13 m 2 bhd stifr 38 70 —23．54 8 08 O．OO 7 97 ．28．59 11．16 22．08

14 m2一bulkheads

61．76 O．OO 0．00 ．21．36 18．74 ．52．16 50．28 35 66

15 m_2-ring 119 51 O．oo O．00 ．50 6l 28．93 ．19．50 15．99 69 00

16 m 2．brackets 20．45 O．oo O．OO -21．79 13．18 ．17．78 lO．12 11 39

17 m_btm girder 78．85 -69．29 -4．90 0．00 0．00 -30 71 1．76 40．26

18 m deck 133．99 ．331 131 58 —2．24 45．18 -0．叭 O．06 71．57

19 m hatch 134．35 ．1．63 121．42 ．17．86 28．62 ．18．33 6．09 70 97

20 re_hatch brackets 122．89 ．1 74 127．70 ．11．12 6 02 ．18．24 30 ll 65 56

21 m inbtm 6004 ．59．85 ．7．78 ．16 40 25 28 0 00 O OO 31．50

22 m inshell 117．49 ．81．19 110．02 0．00 0．00 ．25．42 52．18 61．52

23 m otitbtm 85．53 -93．Ol 23．47 —“．36 15．18 ．10．16 2．85 46 51

24 m outshell 86．80 —56．09 88．68 -o．13 O．00 ．13．55 14．9l 45．12

25 m_smnger 34．90 ．9 45 36．88 O．42 13．30 O．00 0 OO 18．64

26 stem 0 100．93 ．36．82 7．23 0．00 0．OO -25．46 30．89 56 31

27 stem_2一bulkheads 50 18 000 0．00 一17．38 14．96 ．50．54 41．96 25．28

28 stern_2一rings 70．84 O．00 0．00 —55．74 36．89 ．27．15 18．8l 40．87

29 stern deck 64．07 -60．90 14．7l 一14．30 15．23 —0．03 0．02 32．59

30 stern|Jgirder 69．78 -33．87 13 56 -o．56 0．12 -6．73 29．36 39．65

3l stern—inbtm 36．49 ．28 71 20．09 _4．03 15．96 O．OO 0．oo 20．85

32 stem inshell 69．24 ．13．53 17．06 O．OO 007 一1．83 15．23 39．81

33 stem_outbtm 46．44 ．30．81 28．62 ．12，55 24．41 ．6．30 “．25 26．56

34 stern_outshell 62．40 ．26．63 35．82 ．1．36 4．45 ．12．73 28 59 36．02

35 stem plate 56 68 -46．36 12．32 ．14．79 14．33 ．18．69 12．06 29．81

36 stem—stringer 70 87 —50．87 19．59 ．33．24 41．54 0．00 O．00 39．85

37 stern_connection 35．06 ．9．24 2．51 ．13．80 1l，13 ．16．14 27．56 19．63

武汉理工大学硕士学位论文

b hog_2工况 Se Sx Sy Sz T1TIax

组 组名 最大 最小 最大 最小 最大 最小 最大 最大

l bow 0 115．67 _46．84 7．73 O．00 0．OO ．28．07 29．67 64．49

2 bow_2-bulkheads 40．46 O．oo O．00 -5．55 21．64 ．19．57 39．93 20．39

3 bow_2-ring 71．03 0．00 0．OO ．10．77 32．21 ．6．67 17．85 40．47

4 bow deck 43．97 ．3．83 41．02 -9．98 946 ．0．02 0．02 22．62

5 bow deckl 5．60 ．1．62 0．97 ．5．84 0．73 O．00 0．00 2．94

6 bow girder 76．10 ．18．35 13．77 -0．07 O．20 ．7．45 31．23 43 44

7 bow inbtm 41．79 —37．25 19．Ol -4．27 15．79 0．00 0．00 24．03

8 bow inshell 82．90 ．11．05 42．53 O．00 O．00 ．2．80 25．13 47．85

9 bow outbtm 51．75 ．29．46 15．39 -0．49 26．74 ．3．77 13．79 29．72

10 bow_outshell 76．13 -4．93 22．78 ．1．07 13．61 ．5．12 22．76 43．78

ll bow_stringer 23．10 ．3．46 21．34 ．2．56 11．24 0．oo 0．00 11．90

12 m 0 109．20 ．93．01 9．55 O．00 O．oo -49．40 5．23 56．37

13 m 2 bhd stiff 42．19 ．30．49 11 2l 0．00 9．04 ．33．76 11．23 24．10

14m_2一bulkheads

72．95 0．00 O．00 ．26．99 22．54 ．52．14 50．75 42．10

15 m_2-ring 140．37 0．00 0．00 ，57．11 37 63 ．27．54 19．70 81．04

16 rll 2-brackets 29．51 0．00 O．OO ．3l 53 19．94 -25．92 13．88 16．32

17 m_btrn_girder 102．00 -99．17 ．16．63 O．00 0．00 ．37．28 2 45 51．04

18 m deck 183．27 -2，Ol 184．96 ．3．33 57．55 -o．01 O．08 97 78

19 m hatch 190．35 ．2．88 178．22 ．30．8l 32．08 -25．9l 9．17 99．78

20 re_hatch_brackets 173．85 -2．16 180．51 ．16．38 8．45 ．27．68 42．73 92．76

21 m inban 77．99 -80．18 ．18．55 ．19．55 28．98 O．oo O．OO 41．19

22 nl inshell 166．20 ．112．00 154．80 O．OO O．oo ．30．37 75．07 87．12

23 rll outbtm 117．26 ．126，25 4．36 ．53，51 12．63 -12．42 2．35 63|25

24 nl outshell 124 24 ．72．6l 127，8l -0．14 O，OO ．14．92 21．25 64．98

25 m_stnngcr 48．90 2，64 51．13 1．05 15．18 O．oo O．oo 25．83

26 stem 0 133．99 ．57．17 6．76 O．00 O．oo ．33．12 23．96 74．58

27 stern_2-bulkheads 53．40 0．00 O．00 ．19．3l 25．63 -47．94 44．3l 29．64

28 stern_2-rings 71．92 O．00 O．OO -46．00 44．82 ．21．58 24．38 41．52

29 stem deck 66．72 ．29．30 62．66 -24．64 15．97 -o．03 O．03 34．26

30 stern。girder 75．29 -45．62 23，22 -0．41 0．43 ．15．88 31．Ol 43．32

3l stern_inbtm 50 97 45．49 19．55 ．5．75 24．07 O．00 0．00 28．86

32 stern inshell 87．32 ．30．44 60．30 -o．06 0．09 _4．50 35．80 50．39

33 stern—outbtm 75．44 -69．10 17，24 -4．69 40，59 ．7．40 11．73 38．50

34 stern_outshell 79．80 ．30．51 41．30 -1．8l 4．74 ．12．06 29．20 45．78

35 stem_plate 66．12 44．19 14．18 一16．36 25．26 ．19．97 10．78 34．76

36 stern stringer 72．47 _45．48 27．25 ．34．70 40．09 O．00 O．OO 40．85

37 stern_connection 31．42 ．7。65 1．63 ．12．04 10．57 一16．78 26．07 17．92

武汉理J：人学硕士学位论文

b sag 0 q-况 Se Sx Sy Sz Tmax

组 组名 疑人 最小 展大 最小 最大 最小 最人 最天

l bow 0 54．27 ．18 81 22．48 0．00 0．oo ．1914 34．73 29，77

2 bow_2-bulkheads 39．21 O．00 0．oo ．7 09 11．69 —22．54 39．05 19．63

3bow一2-ring

41．87 O．OO O．00 ．30．53 20．99 —11 43 17．6l 23 81

4 bow deck 7．s2 -5．0I 3，92 _0．32 7，93 以Ol of01 3．97

5 bow deckl 2，15 ．1．37 1．45 ．2．20 0．77 O．00 O．00 I 12

6 t10w』豇妇 35．99 ．14．18 11．73 —3．90 O．Ol -15．26 15．23 20．22

7 bow inbtm 18．96 ．12．49 19 12 ．2．33 6．38 0．00 O．00 10．78

8 bow inshell 26 50 ．3．40 7 66 0 00 O 00 —3 68 6．83 15 Z6

9 bow outbtm 33 27 ．14．42 1293 ．28 34 10．07 —20 52 lO．80 17 12

10 bow outshell 37 66 ．1216 16 29 —23．2l 15-33 ．19．40 14．51 19．75

11 boMsmnger 14 14 ．11．27 10 96 O 72 10 66 0 00 O OO 7 93

12 m O 72 89 ．2041 6．4l O．00 O 00 ．15 22 1．96 40 97

13 m 2 bhd stiff 18 40 —7．62 3 19 0．00 4，86 —10．】6 3 1 7 1060

14 m 2一bulkheads 50 3l O 00 0．00 —11．34 12．29 ．53 24 49．13 26 62

15 m 2-ring 79．45 O．00 0．00 ．31．63 14．79 ．14 4l 7．24 45．83

16 m 2．brackets 8．19 0．00 O．00 -4．95 3．5l 一7．22 3．80 4．50

17 m_btm_girder 57，57 ．1315 3．86 OOO 0．00 一1043 1．32 32 70

18 In deck 26 62 4 28 17 9l -0．06 13 20 0 00 O．02 13 99

19 irl hatch 16．38 ．O．63 16．29 -o．55 11．48 ．2 64 1．36 8．26

20 m_hatch brackets 13．43 Io．56 13．95 ．1 45 3．50 ．1．99 4．43 7．10

2l m inbtm 27 76 ．24 23 6．8l 一8．60 18．54 0 00 O．OO 14 30

22 m lnshe／J 30．70 ．13．OO 】2．36 O．00 O．OO 一】5．25 4T32 17j2

23 m outbtm 24．37 -24．39 22．17 -24．58 13．12 —5 12 2．25 12 93

24 m outshell 13．70 ．8．79 13．32 -o．10 O．oo —lO．05 2．65 7．49

25 m—smnger 18 02 -8．75 19．13 O．36 10．70 0．oo O．OO 10，28

26 slg'm 0 46 82 ．15．09 12 72 O．oo 0．oo ．】5 33 19．49 25，86

27 stem一2-bulkheads 5I 49 O．00 0．00 ．7．28 9．40 —5I 7l 39．26 25 89

28 stern_2-rings 42．34 O．oo O．OO ．10．82 16，11 ．9．05 9．08 24．31

29 stem deck 8．59 -6．25 2．39 ．5．68 8．12 -o．01 O．Ol 4．37

30 sternJgirder 42，67 ．24．96 14 68 -o．11 O．13 ．1l 02 16．OO 24 39

3】 stern洫btm i8，89 ．8．s7 19，48 -3．oo 7．OO 0．00 O．00 】O，s5

32 St白'll inshell 23．90 ．12．02 8．35 0．00 O．03 ．2．79 8．12 13．78

33 stern_outbtm 18．16 ．13．30 18．9l 一12．33 12，12 -4．97 8．25 10．25

34 stera_outshell 25．24 ．9．45 16．55 ．2．09 O．20 —13 96 20．27 14．15

35 stem plate 17．54 -3．29 6．59 -5．34 11．77 -6．27 1．24 】O 12

36 stertl stringer 1646 ．12．06 12．14 ．9|33 IO．89 0．00 O．00 8，80

37 stem．connection 4．70 ．1．96 O．71 -2．24 1．29 —5．09 2．88 2．68

63

武汉理工大学硕士学位论文

b_sag 1工况 Se Sx Sy Sz Tmax

组 组名 最大 最小 最大 最小 最大 最小 最大 最人

l bow 0 49．79 ．15．46 21．65 O．OO 0．00 ．17．26 33．83 28．56

2bow一2-bulkheads

38．78 0．oo 0．OO ．8．47 13．15 -22．10 38．72 19．44

3 bow_2-ring 40．05 O．00 O．00 ．31．32 17．98 ．11．05 16．30 22．70

4 bow deck 14．40 —12．45 5-39 -o．56 11．89 -0．03 O．02 8．09

5 bow deckl 2．08 -o．72 1．37 ．1．95 1．10 O．oo O．00 1．09

6 bow_girder 35．98 —14．26 11．47 ．3．82 O．06 ．16．49 15．02 20．09

7 bow inbtm 19．72 —9．69 19．07 -2．73 5．56 0．00 O．oo 11．25

8 bow inshell 23．41 ．9，87 10．53 0．00 0．00 ．5．23 7．00 13．43

9 bow outbtm 32．66 ．13．27 16．54 -27．95 10．74 ．19．30 10，59 16．85

10 bow outshell 36．04 ．13．82 19．44 ．22．68 14．16 -18．17 15．57 19“

11 bow_stxinger 18．64 ．16．12 10．57 0．14 10．54 O．oo O．00 lO 68

12 m O 68．49 ．17．04 15．06 0．00 O．00 ．13．82 2．oo 38．64

13 m 2 bhd stiff 19．07 ．7．08 2．99 0．oo 4．95 ．9 16 4．77 10．88

14rn_2一bulkheads

51．06 O．00 O．oo ．11．56 17．00 ．53．16 49．53 26．59

15 m_2-ring 77．12 0．00 O．oo ．32．29 15．62 ．14．87 9．82 44．46

16m一2-brackets

9．04 O．oo 0．00 ．8．48 7．52 ．7．70 6．99 4．58

17 m_ban_girder 55．24 ．10．50 14．98 O．oo O．OO -9．31 1．41 31．48

18 in deck 63．27 -43．57 11．51 —15．66 15．79 -o．03 0．02 32．28

19 rn hatch 45．75 ．33．12 6．86 ．1．59 15 60 ．3．94 2．62 24．51

20 m_hatch_brackets 48．35 -23．73 3．03 ．1，57 7．00 -17．Ol 7．75 25．31

2l m inbtm 27．9l -21．20 11．06 —8．46 17．99 0．oo 0．00 14．83

22 tn inshell 44．13 ．36．76 17．41 O．00 0．00 ．14．89 4．19 23．04

23 Ill outbtm 39．70 ．19．64 42．85 -23．57 16．75 -4．89 3．04 22．46

24 m outshell 30．14 ．31．80 13．76 -0．09 O．01 ．9．50 2．38 15．93

25 m stringeT 26．04 ．26．34 19．04 ．1．48 lO．88 O．oo O 00 13．17

26 stern 0 54．74 ．10．73 21．57 0．00 O．oo ．13．8l 23．6l 31．45

27 stern_2-bulkheads 53．47 O．OO O．OO ．19．08 9．62 —53．44 39．94 26．8l

28 stern_2-rings 69．83 O．00 O．oo ．54．27 36．54 -24．34 21．62 40．29

29 Ste'WII deck 70．90 ．67．95 14．53 ．19．12 19．57 ．o．02 0．03 35．65

30 stern girder 54．42 -47．12 31．70 ．o．76 O．29 ．9．84 17．00 28．76

31 stcm_inbtm 28．05 -4．99 20．00 ．3．90 7．23 O．OO O．00 16．19

32 stem_inshell 42．80 ．35．91 23．78 0．00 0．04 -20．53 8．92 23．33

33 stern—outbma 47．68 ．31．34 36．56 ．32．20 14．91 ．7．06 8．89 24 56

34 s傀m outshell 47．89 —36．75 33．10 ．2．9l 2．14 一14．27 20．73 27．33

35 stem-plate 64．43 —51．42 11．83 -21．70 11．71 ．19．20 11，56 34．04

36 stern sU'inger 72．20 -56．49 18．40 -33，72 41．06 O．oo O．oo 40．54

37 stem_connection 34．79 -9．03 2．36 -13．62 10，98 ．16．3l 26．99 19．56

武汉理1：大学硕士学位论文

b sag_2【况 Se Sx Sy Sz Tmax

组 组名 最人 最小 最大 最小 最人 晟小 最大 晟人

1 bow 0 62 91 ．2341 23．9l 0．00 0．00 —21．53 36．79 34．50

2 bow_2-bulkheads 39．96 0．00 0．00 -6．97 13．08 ．22．67 39．57 20．16

3 bow_2-ring 43．64 0．00 O．00 ．31．75 2444 ．12．04 19．59 24．88

4 bow deck 13．36 ．5．99 11．20 -0．40 10．30 ．002 O．02 749

5 bow deckl 2．37 ．1．99 1．64 ．2．31 0．62 O．oo O．oo 1．30

6 bow_girdel" 36．90 ．14．88 12．43 -4．17 O．03 ．14．94 16．01 20．85

7 bow inbtm 19．67 ．16．48 18．89 ．2．57 7．01 O．00 0．00 11．15

8 bow inshell 33．39 ．4 3l 13．25 O．00 000 ．3．40 7．04 19．23

9 bow outbtm 35．24 ．18．65 1】．76 ．29．75 9．74 ，22．30 11．85 18 22

10 bow outshell 4066 ．13．54 15．83 -24．73 16．78 ．21 01 13．94 20．89

1l bow strlnger 15 24 ．13 07 11 58 O．5l 10 89 O OO O．OO 8 45

12 m 0 78．23 ．28 67 3．27 O．00 O 00 ，17 38 2．38 43 70

13 m 2 bhd stiff 19 83 ．10．12 3 77 0．00 5．65 —11．86 2 02 1l 44

14m_2一bulkheads

51．14 0．00 O．OO ．1l 19 12．32 ，53．27 50．20 26．64

15 m_2-ring 82．41 0，00 0．00 ．33．94 16．99 —14．91 8．74 47 55

16 m 2．brackets 9．09 0，00 0．00 _6．56 8．06 ．7．18 5．38 5．20

17 m_btm_girder 61．42 ．25．72 1．46 0．00 0．00 -12．78 1．44 34．70

18 in deck 47．57 ．3．03 32．47 -0．27 20．86 O．oo 0．03 24 06

19 m hatch 30．76 ．1 45 30．66 ．1．95 11．72 ．3．9l 2．69 16．47

20 m_hatch brackets 26．89 _061 27．88 -2．84 4．85 ．3 07 8 67 14．29

2l ITI mbtm 36．49 ．31．70 3．53 -9．39 19．04 O．oo 0 oo 18．88

22 m inshell 39．6l 一30 90 24．54 O．OO O．00 ，16 2l lO．31 22．69

23 111 outbtm 33 34 ．36．43 17 11 ．25．77 12．29 ．5．36 1．85 18．22

24 m outshell 28．50 -25．59 30．08 -o．10 0．01 ．10．60 5．41 15 04

25 m—smnger 24．27 ．16．04 24．81 ．0．20 12．44 0．oo O．oo 13．69

26 stern 0 66．15 -26．61 3．20 0．00 0．oo ．19．99 15．76 36．52

27 stem一2-bulkheads 51．50 0．00 0．oo ．24．69 11．1l ，51．2l 42．04 25．87

28 stern_2-rings 70 79 0．00 0．OO ．48．97 46．47 ，19．19 27．54 40．87

29 stem deck 47．18 ．37．24 26．51 ．19．77 12．47 -0．02 O．03 23．98

30 stern girder 45．82 ，39．62 11．74 -0．33 0．21 ，19．97 17．07 26．45

31 stern inbtm 28．32 一18．75 1941 ．3．06 11．04 0．00 O．oo 16．28

32 sten'n_inshell 31．95 -21．55 18．47 -0．04 0．04 ．2．9I lO．19 18．40

33 stern_outbtm 77 16 -68．87 13-32 ．13．89 11．24 ．8．56 8．49 38．89

34 stem_outshell 32．60 ．32．08 29．01 ．3．79 3．65 ，16．04 20．26 18．60

35 stern—tflate 62．47 —“．95 13．80 ．15．26 12．22 五O．54 lO．22 32．8l

36 StCrn Stringer 73．95 ．51．8l 19，02 ．35．24 39．54 O．00 O．00 41．62

37 stern_connection 32．71 ．7，51 1．75 ．12．91 10．40 ．17．03 25．88 18．20

武汉理工大学硕士学位论文

4．2梁单元轴心应力计算结果

18个计算工况下计算得到的梁单元最大／最小轴心应力结果(MPa)汇总于

表4．3。梁单元轴心应力的结果列于表4．4。

表4．3 18个计算工况下梁单元最大／最小轴心应力结果(MPa)汇总

梁单元轴心应力S，工况 工况名

最大 最小

l f sta 0 102．86 ．185．64

2 f sta 1 118．77 -223．“

3 f sta 2 95．12 ．164．48

4 f hog_O 87．46 —68．66

5 f hog_l 95．55 ．109 98

6 f hog_2 94．16 —81．26

7 f sag_O 151 39 -259．37

8 f_sag_l 148．14 -266．99

9 f sag_2 157．98 -241．85

10 b sta 0 127．04 ．130．22

11 b sta l 127．31 一13044

12 b sta 2 145．00 ．14t．07

13 b_hog_O 209．96 ．129．75

】4 b_hog_l 170．13 ．129．77

15 b_hog_2 239．89 ．149．58

】6 b．_sag_O 123‘48 —130．77

17 b_sag_l 131．34 ．130．95

18 b sag 2 124．66 ．130．67

武汉理T大学硕士学位论文

表4．4梁单元轴心应力结果(Mpa)f sta 0 f sta 1 f sta 2

组 组名晟小 最人 最小 最大 最小 最人

l bow 0 ．20．75 52．42 ．19．89 52．“ -22 54．13

2 bow_2-bulkheads ．19．29 9．02 ．19．33 9．52 ．18．75 9．28

3 bow_2-ring ．34．32 24．43 ．36．2l 23．86 ．35．19 26．32

4 bow deck ．36．91 6．47 -50．25 6．56 ．40．45 6．97

5 bow deckl -3．62 6．39 -2．97 1．8l -5．54 lO．96

6 bow girder ．40．67 24．3 —L4．55 27．48 ．38．89 21．22

7 bow inbma 0．66 22．93 1．31 25．41 ．o．32 19．64

8 bow inshell ．28．38 16．09 ．38 75 19 7 -31 56 14．05

9 bow outbtm ．83．58 82．09 ．83．79 80．39 ．86．92 8663

10 bow outshell ．93 11 56 48 ．93 56 55 76 ．95 98 56 88

ll bow_stnnger 一15 06 4．85 oO 2 4．72 ．17．47 5 14

12 m O ．14 84 75．21 ．12 64 78 06 ．14 24 74．38

13 m 2 bhd stiff ．53．5l 64 09 ．55．34 67．79 ．51．32 62．63

14 m_2 bulkheads _47．7l 33．2 ．47 69 32．82 ．47 48 32 71

15 m_2-ring ．56．36 34．53 ．56．88 36．53 ．56 33．38

16 m 2．brackets ．26．84 12 76 ．30．85 17．2 ．26．36 12 25

17 m_btm_girder 4．53 56 66 7．9 71．72 -1．4 49．47

18 m deck —121．93 8．46 —144 29 12．44 —105，78 7．33

19 m hatch ．113．46 3．25 ．140．58 10|31 ．99．92 1．24

20 m hatch_brackets ．185．64 14．2 ．223．44 18．04 ．164 48 13 13

21 m inbtm 一6．94 75．91 ．4．22 83．64 —15．21 68．54

22 m inshell ．91．9 65．59 ．112．91 83．64 ．82．48 60．25

23 m outbtm ．17．9l 102．86 _8 05 118．77 ．3I．73 95．12

24 m outshell ．84．79 68 93 ．115．67 77．56 —83．42 75．05

25 m_smnger ．32．77 ．8 32 -49．15 -8．78 ．38．15 -o．7

26 stern 0 —1814 27 51 —16．28 34．08 ．19．27 16．89

27 stem_2-bulkheads ．16．88 4．34 ．16．18 7，62 -24．21 4．3l

28 stem 2-rings ．37．1 72．03 ．102．66 72．9 ．79．93 8442

29 stem deck ．37．69 5．68 ．75．31 9．58 ．33．47 23．1l

30 stem_girder -35．73 3l 17 ．75．96 49．3l -56．29 24．13

3l stern_inbtm -0．47 19．Ol O．83 23．27 ．4．8l 11．51

32 stem_iashell -29．58 14．36 -55．99 28．63 -28．06 6．93

33 stcrn_outbtm ．32．07 54 89 —35．78 72．1 ．69 02 49．29

34 stern_outshell ．36．7 43．27 _42．82 60．79 ．54 98 48．66

35 stern_plate 一10．97 26．29 ．44 72 32．66 ．38．63 29．35

36 stem_stringer ．14．75 11 61 ．30．95 18．57 -26．87 18．25

67

武汉理工大学硕士学位论文

f_hog_O f．_hog_l f_hog_2组 组名最小 最大 最小 最大 最小 最大

l bow 0 ．16．29 26．51 ．15．65 27．31 ．16．72 27．44

2 bow_2一bulkheads ．14．08 4．51 —14．28 5．1 ．13．38 5．75

3 bow2-ring ．29．64 15．4 -28．62 14．46 ．30．92 17．11

4 bow deck ．18．31 7．36 ．32．21 7．36 -21．29 8．92

5 bow deckl ．4．48 8．67 ．2．76 4．02 -6．79 13．31

6 bow_girder -26．17 14．51 -30．48 17．99 -25，66 11．99

7 bow inbtm —o．88 11．83 -0．05 14．51 ．1．9 8．2

8 bow inshell ．14．99 9．05 -25．59 12．66 ．17 78 6．8

9 bow outban ．46．43 46．64 _45．3l 46 ．50．54 50．12

lO bow outshell 40．24 39．36 _42．27 39．16 -42．1 39．25

ll bow_stringer ．7．97 5．63 ．13．33 5．01 ．10．17 6．3l

12 m O ．16．Ol 66．7 ．13，78 69．8 ．15．45 65．61

13 m 2 bhd stiff ．39．86 53．08 -42．1 57．11 ．37．25 51．28

14 m 2_bulkheads ．42．6 35 26 -42．73 34．82 -42．22 34．84

15 m_2-ring ．57 43 28．56 -57．92 30．74 ．57．1l 27．58

16 m 2-brackets -20．89 5．28 ．24．83 9．73 -20．33 4．72

17 rn btm_girder ．0．5 21．14 3．02 36．47 ．9．44 14．33

18 m deck 46．27 -o．65 ．71．83 2．37 —44．37 14．12

19 m hatch -41．04 -o．01 ．69．37 1．07 ．39．14 O．59

20 re_hatch_brackets 一68．66 6．37 ．109，98 9．43 ．44．36 5，46

2l m inbtm ．18．03 50．77 ．14．99 59．27 _26．64 42．65

22 m inshell -34．91 22．2 ．58．24 41，03 -24．9 16．96

23 m outbtm ．29．65 75．1 一19．44 88．56 -43．83 65．81

24 m outshell ．40．56 87．46 ．7l 74 95．55 -46．99 94．16

25 re_stringer ．15．46 3．2 ．33．99 3 ．21．86 13．58

26 stem 0 —14．87 14．96 ．13．1 21．79 ．16，58 7．98

27 stem_2-bulkheads ．9，84 1．08 ．9．35 4，46 ．16．95 5．12

28 stcm_2-rings ．27．25 51．9 ．103．91 60．44 -81．26 83．09

29 stern deck ．15．2 7．38 -53．5 8，15 -21．65 23．9

30 stern_girder ．29．43 22．77 —57．6 36．83 ．55．32 26 03

3l stern_inbtm -3．72 11．04 -0．24 15 ．12．49 3．63

32 stem inshell ．12．82 6．84 ．39．93 19．89 ．18．05 3．46

33 stern—outbtm ．24．34 35．38 -26．1l 53．2 ．58．76 29．43

34 stern_outshell ．11．52 27．3 -26．86 37．26 ．29．26 28．75

35 stm'n_pla∞e -4．49 12．38 ．42．79 19．17 -37．24 15，02

36 stern_stringer ．12．41 13．68 ．27．23 19．04 -24．96 18．76

武汉理工人学硕士学位论文

f_sag 0 f_sag_l f．_sag_2组 纽名

最小 最大 最小 最大 最小 最大

l bow 0 _42．14 99．72 _41．I 97．62 _44 04 102 88

2bow一2-bulkheads

．24．96 17．23 -23．8 17．09 ．24．64 17．76

3 bow_2-ring ．55．24 48，43 ．54．52 47．63 —56．42 51．01

4 bow deck ’48．49 13．59 —54．84 j2．86 -52，72 i6．S1

5 bow deckl ．12．03 22．47 ．11．36 21．52 ．14．47 27．3I

6 bow girder ．50．97 23．55 ．50．2 22．68 -49．73 22．47

7 bow inbtm -o．53 30．59 _0．75 29．93 ．1．49 27．34

8 bow jnshcll ．36．8l 17 l _41．91 17．17 -40 25 1S 22

9 bow outbtm ．153．04 151．39 ．150 17 14814 一158．52 157 98

10 bow outshcll ．186 22 94．07 ．182．31 92．08 ．191．97 98．49

ll bow_stringer ．20 84 5 76 ．23 79 5 72 ．23 53 6．07

12 m O ．12．78 77 47 ．9．07 77．93 ．12．2 66 44

13 m 2 bhd stiff -60．03 60，83 —56 37 55．i7 ．58 3 59 75

14 m_2 bulkheads -48．77 29．38 -47．15 25 9 148．65 28．8l

15 m 2·ring _42 4 35 49 ．36．2 35．14 -41．99 33．61

16 m 2-brackets ．29．27 18．08 ．30．72 20．27 ．28．99 17．67

】7 m_btm_girder 8 32 79．27 9．12 84．29 2，56 71．95

18 m deck ．169 98 15．27 ．173 83 17．01 ．156．2 14．45

19 nl hatch ．161．33 16．35 一173．0l 22．09 一148．34 13．02

20 re_hatch_brackets ．259．37 20 91 ．266．99 22．43 ．241．85 20 15

21 m mbtITI 2．48 83．98 4 52 81．12 ．5．48 77 37

22 111 insheU ．128．95 92 67 ．13464 99．45 ．120．33 88 67

23 ril olitbtm -4．43 117．08 ．0．92 122 98 ．17．78 112．64

24 tn outshell ．117．5 67．53 ．134．35 64．43 ．117．3l 68．27

25 m—stringer 46．43 ．15．86 ．55 52 ．14．23 -49．84 ．8．57

26 stem 0 一】8-35 33，95 ．16．41 35．2l 一19，49 23．79

27 stern_2-bulkheads ．21．06 6．19 —20 29 7．69 ．28．5l 4．12

28 stern_2-rings ．47．7 98．44 —105．35 98．54 ．82．69 102．25

29 stern deck ．54．25 4．39 ．84．62 11 86 —50．87 21．73

30 stem girder -41．1 39，22 ．97．3 53．27 -56．62 31 18

31 stern_inbtm O．21 25．48 O．75 27．36 ．3，76 17 53

32 SIa'11 inshell -42．25 20．18 -63．04 31．38 ．40．99 11．89

33 stem_outbtm ．34．52 64．1l -42．07 77．22 ．74．31 60．36

34 stern_outshell 48．9 56．51 ．55．1 72．67 击7．52 62 35

35 stern_plate ．17．83 34 62 ．47．6t 40．05 ．42．75 37．96

36 stem_stringer -20．34 10．93 ．33．45 18．1l 一29．41 17．47

武汉理工大学硕士学位论文

b sta 0 b sta 1 b sta 2组 组名

最小 最大 最小 最大 最小 最大

l bow 0 ．15．49 12．18 ．12．14 13．1 ．19．46 12．98

2 bow_2-bulkheads -69．36 85．68 ．68，65 84．89 -69．11 86．11

3 bow_2-ring ．19．48 20．38 ．18．16 19．33 ．21．59 21．73

4 bow deck -5．01 18．66 -6．79 16．62 -5．83 26．83

5 bow deckl ．3，64 7．4 ．1．2 2．82 ．5．92 11．98

6 诋蛮慨 ．25．2 21．67 -28．43 20．73 -27．19 22．79

7 bow inbtm ．25．92 5-37 -25．46 6．35 -29．65 3．98

8 bow inshell ．6．12 16．4 ．5．12 15．25 ．1046 23．05

9 bowoutbtm ．37．57 102 ．35．75 106．16 _40．09 101．08

10 bow outshell 一80．28 36．07 ．80．85 35．4 ．82．02 36．7

11 bow_swinger ．24．84 50，58 ．26．37 49．83 ．25．49 52．46

12 m O ．39．4 4．49 —30．26 6．62 ．52．34 5．15

13 m 2 bhd stifr ．29．92 39．26 ．25．99 39 71 ．31．64 41．8l

14 m_2_bulkheads ．130．22 127．04 ．130．44 127．31 ．129．95 12842

15 m_2-血g ．25．61 18．28 -24．32 17．8l -27．4 18，78

16 m 2-brackets ．8．41 7．2 ．7．86 7．35 ．10．1l 12，06

17 m btm girder -40．43 -4．36 ．34．27 0．64 ．57．55 ．8．69

18 m deck ，8．36 79．43 ．11．3 57．92 ．10．77 9605

19 m hatch ．7．18 76．3 -4．32 55．94 ．11．23 95．89

20 mhatch__brackets 母．36 120．41 ．11．4 86．19 -11．44 145

2l m inbtm ．34．26 10．83 ．32．47 15．22 -49．84 8．24

22 m inshell _46．06 62．39 -42．06 45．78 -65．74 74．71

23 m outbtm ．121，73 11．23 一115．06 22．51 ．141．07 4．06

24 m outshell ．22．1 55．11 ．37．95 55．05 ．31．94 75．89

25 rrLsnlng日 —“．3 32．72 ．58．86 29．65 48．64 40．33

26 stern 0 —16．64 9．3l -9．99 10．94 ．27．33 8．16

27 stern_2-bulkheads ．127．42 121．75 ．128．63 123．68 ．128．05 122 79

28 stern_2-rings ．17．42 52．29 ．104-39 59．95 培1．72 82．62

29 stenl deck -6．98 21，72 ．35．15 7．71 ．20．5 42．49

30 s似-n girder ．28．16 24．18 —52．1 28．61 ．55．66 30．85

3l stern_inbtm -28．61 5．36 ．26．75 8．12 ．37．77 1．81

32 stem—inshell ．7．68 21．1 ．11．92 11．54 七4．6l 34．34

33 stem—outbtm ．1lO．68 104．,18 ．107．13 124．87 ．131．99 95，2

34 slem_outshell -78．4 40．38 ．85．06 56．46 丹4．87 45．93

35 stem_plate -4．55 6．28 —12．89 12．8l 08．57 14．26

36 stern stringer -45．3 50．6 -57．74 47，91 -55．54 56．22

武汉理J二人学硕士学位论文

b_hog_O b hog_l b_hog_2组 组名

最小 最大 最小 最大 最小 最大

1 bow 0 ．24．2l 13．04 ．20．34 13．59 ．28．7l 13．0I

2 bow 2-bulkheads ．68．95 86．66 -68．26 85．8l _68．67 87．15

3 bow_2-ring -22 91 21．26 -20．47 22．82 ．25．16 21．47

4 bow deck -5．27 29，86 ．5．65 27．1 -5．94 38．64

5 bow deckl 一3．49 7．09 ．1．37 2．52 ．5．76 11．63

6 bow_girder ．30．75 22．79 ．27．08 21．71 ．34．3l 23．89

7 bow inbtm ．36．1 4，14 ．32．82 5 '40．43 3．34

8 bow inshell ．11．25 25，55 ．9．04 23．82 ．15．86 32．7

9 bow_outbtm ．51 79 99．37 _48．98 103．65 ．55．12 98 25

lO bow outshclI ．87．98 43．4l 一88 06 42．28 ．90．15 44．46

】l bow strlnger -22 9 54 1 -24 55 53 14 '23 43 56】9

12 m O -67 61 4，79 ．55 99 6．9 ．82．23 5 47

13 m 2 bhd stiff -41．55 51．2 ．369 51 11 -43 97 54．66

14 m 2_bulkheads ．129 51 130．09 ．129．77 130．18 —129．07 131．66

15 m_2-ring ．28．95 26 53 -26．84 25．57 ．31．3 27．61

16 m 2．brackets ．13 71 12，33 —12．84 12．34 ．16，4 17．68

17 m_btm_girder -69．83 ．8．19 ．61．46 ．2．98 ．88．55 ．12．Ol

18 ITl deck ，15．73 136．84 ．12．45 111．9 ．18．89 156．89

19 m hatch ．17．26 134．64 ．10．48 107 5 -21．92 157．41

20 re_hatch_brackets -17．14 209．96 ．13．76 17013 ，19．68 239．89

2l m inbtm ．58 24 2，21 —55．Ol 7 37 ．75，28 -0 9

22 m inshell ．80．7l 106．01 ．74．62 86．8 ．102 47 12095

23 rn outbtm ．129．75 —3．74 ．12216 9．73 ．149．58 -10．09

24 in outshell ．38．89 94 81 ．47．03 81．89 —56．15 117．59

25 Tn_stringer -37．96 47-38 ．51 76 42．98 _40．63 55．73

26 stern 0 -27．01 11．73 ．19．74 13．14 ．38T32 10．72

27 stern 2-bulkheads -126．75 121．62 ．127．99 123．56 —127．34 122．65

28 stem_2-rings ．20．45 52．39 一104．87 59．47 ．82．26 82．08

29 stem deck ．7．25 37．2 ．34，0l 14．64 ．19．21 58．87

30 stem girder ．33．72 27，72 ．51．89 26．“ ．58．78 42．79

3l stern inbtm -39．56 3 75 ．34．58 6．53 -49．37 0 89

32 stem inshell ．14．48 33．33 ．10．34 19．29 01．8l 47．27

33 stem—outbtm ．112．29 101．06 ．108 64 121 65 一133 69 91．57

34 stern_outshell ．83．42 ,13．64 ．89．78 59．52 ．100．13 48 22

35 stern plate -4．49 9．48 ．42．69 13．46 -40．07 15．96

36 stern_stringer -44．56 54．83 ．57．04 51．89 -54．76 60．71

武汉理工大学硕士学位论文

b_sag_O b_sag_1 b_sag_2组 组名最小 最大 最小 最大 最小 最大

l bow 0 -21．85 50．06 -20．41 48．72 ．23．62 53．13

2 bow_2-bulkheads -69，08 86．09 -68．39 85．28 ．68．8l 86．55

3 bow_2-ring -29．33 23 9l -28．6 22．75 —31．23 26．37

4 bow deck ．7．9 8．4 一16．46 8．51 -8．66 10，65

5 bow deekl -5．49 lO．91 ．2．88 6．11 ．7．88 15．69

6 bow girder ．35，92 20．44 -38．5l 19．58 ．34，88 21．62

7 bow inbun ．23．63 7，02 ．23．47 7，9l -23．54 5．69

8 bow inshell ．2．23 5．29 ．7．01 8．19 -4．44 9．47

9 bow_outbtm ．74．98 105．76 ．73．07 109．73 ．80．42 105．1

10 bow outshell ．86．52 49 15 —84．48 46．52 -91．85 53．58

11 bow_stringer ．28．89 45．02 ．3018 44．61 -29．78 46．57

12 m 0 ．19．82 3．38 ．17 48 9．74 -20．15 3．98

13 m 2 bhd stiff ．15．6 26．54 ．12．59 28．13 ．16．53 28．76

14 m 2 bulkheads ．130．77 123．48 ．130．95 123．97 ．130．67 124．66

15 m 2-ring ．27．38 19．19 ．25．98 18．66 ．28．89 19．73

16 m_2-brackets -6．99 5．46 -8．76 6．69 ．7．39 7．65

17 m_bun_girder ．9．62 O．5 -6．42 8．29 -23．41 ．2．17

18 nl deck -2．12 15．13 —36．64 11．2 -2．3 30．46

19 in hatch 0．59 13．15 ．27．88 13．1 0．04 26．04

20 m_hateh__brackets ．1．57 17．99 ．34．7l 14，85 -3 36．17

2l m inbun ．9．89 19．85 ．7．56 23．62 -22．34 17．81

22 In inshell 一11．62 11．41 ．35．41 16．82 -27 83 20，7

23 m outbtm ．1lO．23 26，2 ．108．97 36．04 ．128．67 22．45

24 m outshell ．32．69 41．12 -51．38 52．67 ．37．83 43．05

25 re_stringer -53．38 15．24 -68．3 14．24 -59．27 23．42

26 stern 0 ．4．8 7．64 _4．7l 12．61 ．13．8 7．16

27 stern_2-bulkheads ．127．65 122，54 ．128．84 124．43 —128．29 123．63

28 stern_2-rings ．19．49 47．92 ．103．19 61．15 ．80|37 83．97

29 stern deck —11．25 8．24 _41．77 8．56 ．23．79 21．9l

30 stem_girder ．33．72 23．76 -68．98 40．9 —54．66 23．93

3l saern mbun -24．73 7．77 ．24．95 12．04 -26．22 4．37

32 stern—inshell —1．8l 6．24 -26．17 19．09 ．14．27 15．44

33 stern—outbtm ．106．97 111．37 ．103．63 131．34 ．128．05 102．49

34 stem_outshell -69．Ol 49．81 ．76．35 66．96 -84．52 55．62

35 stem_plate ．7．59 16．73 ．43．2l 22．63 ．37．95 20．24

36 stem_stringer _45．42 44．49 ．57．85 42．17 -55．67 49．75

武汉理j二大学硕士学位论文

4．3结果分析

比较而言，各种工况下，驳船货舱区结构(尤其是舱口围板附近)的应力

水平较首尾结构上的应力水平要高许多。这个结果与船体梁理论预测的结果相

吻合(船中处弯矩最大)。另外，有无顶推力的相应工况，船体结构中的整体应

力水平相差不大。换句话说，相对于最大弯矩在船中附近区域的结构构件上产

生的应力水平而言。尾部的顶推力对船体中部的应力影响不大。

当然，计算中对尾部连接装置以及顶推力进行了适当的简化，与连接装置

相连的船体构件上的局部应力水平可能也比较高，这需要根据具体的连接形式

进行局部详细计算。

各种工况下计算得到的板单元形心处中面应力中的相当应力(盯。)、纵向

应力(q)和横向应力(民)可以基本上控制在ccs《散货船结构强度直接

计算分析指南(2003)》规定的许用应力范围之内；最大剪应力(f。，)的最大

值在个别工况超过了强度标准，但CCS《散货船结构强度直接计算分析指南

(2003)》中规定剪应力为“主要构件的腹板深度范围内的平均剪应力”，因此

剪应力的结果应打一定的折扣，仍然可以满足强度标准。

梁单元轴心应力的结果有些工况也已超标，主要是在舱口围板的肘板之面

板，这些构件应该适当加强。

三种波浪条件对满载重货和压载两种载况下的结构应力都有一定的影响，

其中静水条件下的应力水平总是介于中拱波浪和中垂波浪条件下所对应的应力

水平之间，货物压力引起的总纵弯矩与舷外水压力引起的总纵弯矩的叠加，使

得满载、中垂工况和压载、中拱工况的应力水平比较高。它们应该是评估驳船

结构强度是否足够的极限状态。

武汉理工大学硕士学位论文

第5章舱段模型计算与比较

从上一章的结果分析中我们可以看到，在各种工况下，驳船货舱区结构(尤

其是舱口围板附近)的应力水平较首尾结构上的应力水平要高许多。计算表明

顶推力对驳船中部最大应力区域的应力水平影响不大。

但是对于项推船，推船与驳船之间由联结装置连在一起的，在波浪上的运

动特点和受力情况与普通运输船有所区别。在顶推船队的设计计算中，联结结

构处的结构强度计算是重中之重。在运用有限元方法计算船体的局部强度时，

用全船有限元分析方法可以得到一个较为合理的结果，但是也存在一些问题，

比如，全船有限元模型，建模的工作量巨大，一般人难以接受；驳船的总纵强

度可由规范控制，人们更关心的是联结处的局部强度问题，所以全船有限元模

型计算显得不是很必要，舱段模型更为适合。

舱段模型的意义在于：

a．计算结果表明，顶推力对驳船中部最大应力区域的应力水平影响不大；

b．推驳组合体强度研究主要是联结装置处的船体局部强度；

c．采用舱段模型更有利于应力的分析。

因此我们试着做几个舱段模型，用这几个舱段模型的计算结果与全船计算

结果进行比较，得到一个结果合理的模型，下面我们比较了四个舱段模型。

a．一个货舱+尾部模型；

b．1／2个货舱+尾部；

c．1／4个货舱+尾部：

d．尾部(延伸一个实肋板的间距加MPC)。

5．1边界条件

在这些舱段模型中，我们把货舱段端面用MPC的RBE2建立多点约束，

并把独立节点刚性固定，把船体舱段形成一个悬臂梁。

MPC(Multi-point constraints)即多点约束，在有限元计算中应用很广泛，

它允许在计算模型不同的自由度之间强加约束。简单来说，MPC定义的是一种

74

武汉理J：大学硕士学位论文

节点自由度的耦合关系，即以一个节点的某几个自由度为标准值，然后令其它

指定的节点的某几个自由度与这个标准值建立某种关系。多点约束常用于表征

一些特定的物理现象，比如刚性连接、铰接、滑动等，多点约束也可用于不相

容单元间的载荷传递，是一项重要的有限元建模技术。

MPC建立的是多点约束关系，包括刚性约束与柔性约束两种。从某种意义

上说，建立约束即建立两个或多个节点之间的联系，因而也可将MPC约束说成

是MPC单元。如RBAR、RBEl、RBE2建立的是刚性单元，这些单元局部刚

度是无限大的：而RBE3、RSPLINE单元则是柔性单元，其只是建立了不同节

点的力与力矩的分配关系，也称之为插值单元。其局部刚度为零，不会对系统

刚度产生影响。

RBE2为刚性单元，可以将端面节点和独立节点刚性连接。

5．2载荷计算及工况

因为前面第3章所计算的载荷是全船范围的，我们在进行舱段计算的时候

这个载荷是可以加载到模型上的，没有单元的位置即使有载荷也不会参与计算，

所以可以直接用第3章所计算的载荷。

工况我们从3，1中选取两个最危险的工况进行分析， f_sag_l和b_hog_2，

即满载中垂，顶推力向上的工况和压载中拱，顶推力向下的工况。

5．3计算结果及比较

5．3．1板结果的比较

根据现行规范要求，我们只需要比较两种工况的相当应力即可，表5．1至

表5．5是全船和各舱段的尾部各组在两种工况中的最大相当应力(单位：MPa)，

表5．6至表5．9是各舱段结果和全船结果的比较结果，以舱段结果与全船结果的

差值在全船结果中的百分比来表示。图5．1至图5．10是各个模型尾部结构的应

力云图。

75

武汉理工大学硕士学位论文

表5．1全船模型尾部各组在两种工况中的最大相当应力(MPa)

组名 工况 Sc 工况 Se

目m 0 f．_sag_l 133．31 bhog__2 133．99

stern 2-bulkheads f．_sag_1 54．18 b．_hog．_2 53．40

stem 2-rings f_sag_l 76．23 b_hog．_2 71，92

stern deck f_sag_l 98．62 b_hog_2 66．72

stem_．girder f sag_l 75．oo b_hog_2 75．29

stern inbnn f_sag_l 54．33 b_hog__2 50，97

蹴*rm_inshell ￡-sag_I 102 52 b hog_2 87．32

stem_outbtm f_sag_l 68．43 b_hog__2 75．“

stem_outshen f_sag_l 70．23 b-hDg_2 79，80

stern_plate f__sag_1 71．47 b__hog_2 66．12

stem stringer f_sag_l 75．95 b_hog_2 7247

stem_connection f．_sag_l 35．35 b__hog__2 31．42

表5。2一个货舱+尾部模型尾部各组在两种工况中的相当应力(MPa)

组名 工况 Se 工况 Se

stern 0 f_sag_1 15l，72 b_hog__2 145，92

stern 2-bulkheads f__sag_l 66．74 bhog_2 6l，3

stem_2-rings 魄l 84．28 b_hog_2 75，39

stem deck f_sag_l 131．03 b．_hog 2 91．“

stem．_girder ￡-s89-l 84．25 b__hog_2 80 37

stern_inbtm f_姐g-l 70 13 b_laog_2 60．87

stern_inshell f_sag_l 133．11 b_hog_2 105．42

stem．_outbtm Lsag_l 75．48 b__hog．2 80，13

stern_outshetl f_sag_I 85．4 b．_hog_2 87．6

stern plate Lsag_l 75．2 b__hog__2 69．54

stem_stringer f_sag_1 94．64 b_hog__2 74．89

stern_connection f__satLI 35．7l bhog__2 31 78

76

武汉理一I：大学硕士学位论文

表5．3 1／2个货舱+尾部模型尾部各组在两种工况中的相当应力(MPa)

组名 工况 Se J：况 Se

stcfn 0 f_sag_l 141．54 b_hog_2 138．2

stern 2-bulkheads f sag_l 64．6 b_hog_2 59．35

stern_2-rings f_Sag_：l 84．32 b_hog_2 75．6

stgm deck f_sag_．I 120．6 b_hog_2 81．26

stem_girder f_sag_l 84．87 b_hog_2 80．98

stern inbtm f_sag_l 64．75 b_hog_2 56．32

stem inshell f_sag_I 121．42 b_hog_2 97．15

Sterll ontb廿11 fsag_l 78．86 b_hog_2 79 73

stenl outshell f sag_l 89．82 b_hog_2 91．02

stem_lalate f sag_1 75．18 b_hog_2 69 25

stem stringer f_sag_l 82．9l b_hog_2 74 69

stem connection f_sag_l 35．76 b_hog_2 31．89

表5．4 1／4个货舱+尾部模型尾部各组在两种工况中的相当应力(MPa)

组名 工况 Se 工况 Se

stem 0 f_sag_1 114．4 b_hog_2 117．65

stem 2一bulkheads f_sag_l 61．38 b hog 2 56．18

s姗a_2-rings f__sag_l 82．62 b_hog_2 74．2l

slcrn deck f_sag_l 115 72 b_hog_2 76．44

stem girder f_sag_l 88．79 b_hog_2 83．69

stem_inbtm f_sag_l 51．14 b_hog_2 44．67

stcrn_inshell f_sag_l 118．95 b_hog 2 90．4

stcrn_outbtm f_sag_l 79．04 b_hog 2 79．77

stern_outshell f_sag_l 91．45 b_hog 2 91．29

stem_plate f_sag_l 75．11 b_hog_2 68．93

stern_stringer f_sag_l 78．47 b__hog 2 74．58

stern_connection f_sag_l 35．78 b_hog_2 31．97

武汉理工大学硕士学位论文

表5．5尾部模型尾部各组在两种工况中的相当应力(MPa)

组名 工况 Se 工况 Se

8tcrll 0f_sag 1 94．59 b_hog_2 104．34

stem_2-bulkheads f_sag_l 59．06 b_hog_2 52．34

stern_2-rings f_sag_l 78．41 b_hog_2 73．54

stern deck f_sag 1 113．84 b hog 2 74．67

stern gircler f_sag_l 97．5 b_hog_2 90．65

stem_inbtm f_sag_l 39．37 b_hog_2 39．78

stem_inshell f_sag I “9．3 b_hog_2 91．58

stem_outb仃n f_sag_l 86．14 b_hog_2 80．5l

stern_outshell f_sag_l 92 l b_hog_2 90，05

stem plate f_sag_l 74．98 b_hog_2 68．82

stern_stringer f sag_l 784l b_hog_2 74j5

stern_connection f_sag_l 35．8 b hog_2 32

表5．6一个货舱+尾部模型结果和全船结果的比较结果

组名 工况 Se 工况 Se

stf既'n 0 f_sag_l 0．14 b_hog 2 0．09

s把m_2-bulkheads f_sag_1 o．23 b hog 2 O．15

stern_2-rings f sa93 0．1l b hog 2 0．05

stem deck f_sag_1 0．33 b hog 2 O．37

stern girder f sag_l 0．12 b__hog_2 0．07

stem_inbtm f_sag 1 O．29 b hog 2 0．19

stem_inshell Lsag l 0．30 b_hog_2 O．21

sWm_outbun f_sag_1 O．10 b hog 2 0．06

stera_outshell f sag l 0．22 b hog 2 O．10

stem plate f_sag_l 0．05 b_hog 2 O．05

stem__sUinger f sag l 0．25 b hog 2 0．03

s怛rn_connection f sag_l O．01 b hog 2 O．01

武汉理上大学硕士学位论文

表5．7 1／2个货舱+尾部模型结果和全船结果的比较结果

纽名 1=况 Se j：况 Se

stern 0 f_sag__l O．06 b_hog_2 O．03

stern 2-bulkheads f_sag_l O．19 b_hog_2 O．1l

stem_2-rings f_sag_l 0．1l b_hog_2 O．05

stem deck f_sag_l 0．22 bhoL2 O．22

stern_girder f_sag_l 0．13 b_hog 2 0，08

stem—inbtm fsaLl 0．19 b_hog_2 O．10

stern inshell f_sag_l O．18 b_hog_2 O．11

stem—outbtm fsaLl O．15 b hog_2 O 06

stem_outshell f-sag-1 0．28 b_hog_2 O．14

stem_plate f_sag_I O．05 b_hog_2 O 05

stem_saSnger f sag_l 0．09 bhog_2 0．03

stem connection f_sag_l 0．01 b_hog_2 0．01

表5．8 1／4个货舱+尾部模型结果和全船结果的比较结果

组名 工况 Se 工况 Se

stel-11 0 f_sag_l -o．14 b_hog_2 -o 12

stern_2-bulkiaeads f_sag_1 O 13 b_hog_2 O．05

stern 2-rings f_sag_l O．08 b_hog_2 O．03

吼m deck f_sag 1 0．17 b_hog_2 0．15

s咖_girder f_sag_l 0．18 b_hog_2 O．11

sterll inbtm fsaLl ．0．06 b_hog_2 ．0．12

stem_inshell f_sag_l 0．16 b_hog_2 0．04

stem_outblm f sag_l O．16 b_hog_2 0．06

stem_outshell f_sag_l O．30 b_hog_2 0．14

stem_plate f_sag_l O，05 b_hog．_2 0．04

stem_stringer f_sag_l O．03 b_hog_2 O．03

stern_cormeetion f_sag_1 O．Ol b_hog_2 O．02

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表5．9尾部模型结果和全船结果的比较结果

组名 工况 Se 工况 Se

s钯m 0 f_sag_l -0．29 b_hog_2 _o．22

stern_2-bulkheads f__sag．．1 0．09 b_hog_2 '0．02

stern_2-rings f．_sag I O．03 b_hog_2 O．02

stcm deck f sag_J【 O．15 b hog．_2 O．12

链鼬j豇妇 f_sag_l 0．30 b_hog_2 O，20

stern inbun f_sag_J【 -o．28 b_hog 2 m．22

stern_inshell f_sag_1 O．16 b_hog．_2 0．05

stcrll_outbtm Lsag_l 0．26 b_hog_2 0，07

stem_outshell f_sag_l 0．3l b_hog 2 O．13

stem_plate f_sag_l O．05 b_hog_2 0．04

stern s位Lqger f__sag_l O．03 b_hog_2 O，03

stern_cormection Lsag_l 0．Ol b_hog_2 O．02

通过舱段模型结果和全船模型结果比较分析，我们发现两种模型的大应力

区域基本吻合，主要分布在甲板边缘，纵舱壁，以及纵舱壁和内底板相交的部

位。而且最大应力单元的位置也基本吻合，都是相同单元、相邻单元或相对于

中纵剖面对称的单元，这说明我们的舱段模型计算结果是基本正确的，我们比

较的结果也是可信的。

80

武汉理l：大学硕士学位论文

图5．1全船模型尾部在f_sag_l工况下的应力云图

图5．2全船模型尾部在b_hog_2工况下的应力云图

8l

武汉理工大学硕士学位论文

图5．3一个货舱+尾部模型尾部在f_sag_l工况下的应力云图

图5．4一个货舱+尾部模型尾部在b_hog_2工况下的应力云图

武汉理丁大学硕士学竹论文

图5．5 1／2个货舱+尾部模型尾部在f_sag 1工况下的应力云图

图5．6 1／2个货舱+尾部模型尾部在b_hog_2工况下的应力云图

武汉理工大学硕士学位论文

图5．7 1，4个货舱+尾部模型尾部在f_sag_l I况下的应力云图

图5．8 1／4个货舱+尾部模型尾部在b hog_2工况下的应力云图

武汉理1=大学硕士学位论文

图5．9尾部模型尾部在f_sag_l工况下的应力云图

图5．10尾部模型尾部在b_hog_2工况下的应力云图

85

5．3．2梁结果的比较

对于梁，我们只需要比较x方向的应力。表5．10是全船模型尾部各组梁在

两种工况中的x方向的应力，5．1l，5．12，5．13，5．14是各舱段模型尾部各组梁

在两种工况中的x方向的应力和与全船模型结果的比较。

表5．IO全船模型尾部各组在两种工况中的应力

f_sag_l b__hog_2组名最小 最大 最小 晟大

s把m 0 ．16．41 35．2l -38．32 】o-72

stem_2-bulkheads ．20．29 7．69 ．127．34 122．65

stern_2-rings ．105．35 98．54 -82．26 82．08

stem deck ．84．62 11．86 ．19．21 58．87

stemJgirder -87．30 53．27 -58．78 42．79

s把n'n_inbtm O．75 27．36 -49．37 0．89

stern_inshell -63．04 31．38 —31．81 47．27

蝴'n_outbtm -42．07 77．22 —133 69 91 57

stera_outshell 155．10 72．67 —2∞。￡3 48．22

steI-n_plate _47．6l 40．05 -40．07 15．96

stern_stringer 03．45 18．1l -54．76 60．71

表5．11一个货舱+尾部模型尾部各组梁在两种工况中的应力及与全船比较结果

f_sag_l组名

最小 相差 最大 相差

stern 0 —15．93 -0．03 44．16 -0．25

stern_2-bulkheads ．20．39 0．00 11．os 0．44

stea'n_2-rings -107．98 0．02 101．32 0．03

st豇'll deck -111．8 0．32 13．23 0．12

sm'n．_girder -92．33 O．06 60．05 0．13

stem_inbma 2．2 1．93 3663 0．34

stern_inshell -85．88 0．36 33．03 0．05

stem outbtm -39．95 -0，05 80．9 0．05

slm'n_outshell -61 82 O 12 73．87 0．02

stern vlate -49．5 0．04 42．04 0．05

stem_stringer ．43．09 O．29 18．78 0．04

武汉理工人学硕士学位论文

b_hog_2组名

最小 相差 最大 相差

stern 0 ．43．53 0 14 11．22 0．05

stcm_2-bulkheads ．126．62 -o．0l 121．22 ．0．01

stcrn_2-rings ．85．07 0．03 84．75 O．03

$tgTn deck -20．19 O．05 79．33 O．35

stern girder -67．09 0，14 43．58 0．02

stern_inbtra -54．98 O．11 0．06 _o．93

stem—inshell ．32．08 O．Ol 64．44 0．36

stem_outbtm —132．67 ．0．01 85．74 -o．06

stern_outshell 一100．36 0．00 47．11 -o．02

stemA)late -42 06 0 05 20 64 O．29

stern-stnnger ．56．67 O．03 65．89 009

表5．12 l／2货舱+尾部模型尾部各组梁在两种工况中的应力及与全船比较结果

f sag l

组名最小 相差 最大 相差

st91"fl 0 ．15．“ ．o．06 40．55 O．15

stern_2一bulkheads ．20．32 O．oo 10．29 0．34

stcrn_2-rings ．107．72 0．02 101．38 O．03

stcm deck ．102．91 0．22 13．22 0．11

stem_girder ．96．08 O．10 60．22 O．13

st∞l inbtm l 53 1．04 33．19 O．2l

stem inshell ．78．22 O．24 38．4l 0．22

stcrn_outbtm -40．46 -0．04 87．95 0．14

stern_outshell —“．57 O。17 75．99 O．05

stcrn_platc —49．5 0．04 42．72 0．07

stem_stringer ．39．86 0．19 18．65 0．03

b_hog_2组名

最小 相差 最大 相差

stenl 0 -40．98 O．07 10．98 O．02

stern_2-bulkheads ．126．65 -o．01 120．99 ．0．Ol

stcrn_2-rings -84 69 0．03 84．46 O．03

$telll deck -20．15 O．05 70．72 O．20

stem_girder ．65．68 0．12 47．37 O．1l

87

武汉理工大学硕士学位论文

stern_inbmA ．52．28 0，06 O．63 ∞．29

stera_inshell ．37 2l 0．17 57．16 0．21

stecn_outbtm —135．14 O．01 88．15 _o．04

stem_outsheU ．105．12 0．05 48．74 O．01

stem_plate -41．96 O．05 19．43 O．22

stem__sU'inger ．56．66 O．03 64．76 0．07

表5．13 1／4货舱+尾部模型尾部各组梁在两种工况中的应力及与全船比较结果

f_sag_l组名

最小 相差 最大 相差

stern 0 ，14．42 -o．12 28 95 _o．18

sm'n_2-bulkheads -20．32 O．OO 8．02 0．04

stern_2-rings ．107．55 O．02 101．31 O．03

stern deck -98．72 O．17 13．16 0．11

stem_girder -98 ll O．12 59．29 O．1l

stem inbtm -o．41 ．1．55 29．48 0．08

stern irishell ．72．08 0．14 43 19 O．38

stem_outbtm -41．15 ．0．02 96．28 0．25

stem_outshell -65．27 O．18 78 56 O．08

stem plate -49．4 0．04 42．11 0．05

stern_stringer ．35．54 0．06 18．66 0．03

b_hog 2组名

最小 相差 最大 相差

stem 0 ．31．43 -o，18 10．19 fo．05

stem_2-bulkheads ．126．59 -0．0l 121．06 -o．01

stem_2-rings -84．42 O．03 84．3 O．03

stem deck ．20．11 O，05 66．57 O，13

stem_girder ．64．55 O．10 49．34 0．15

stera_inbun -46．59 -0．06 2．31 1．60

stem inshell -41．88 Ot32 51．23 O．08

stern_outbtm ．137，33 O．03 88．65 ．o．03

stern outshdl —114．94 O．15 49．7l O．03

stern_plate ．41．83 0．04 18．24 0．14

stem_stringer ．57．06 0．04 60．i8 ．o．01

武汉理1：大学硕士学位论文

表5．14尾部模型尾部各组梁在两种工况中的应力及与全船比较结果

f sag_l组名

最小 相差 最大 相差

sl拼-ll 0 ．13．38 -0．18 24 ．0．32

stern_2-bulkheads ．20．37 O．00 5．21 ．o．32

stern_2-rings ．107．49 0．02 101．17 0．03

stem deck -95．62 O，13 13．07 O．10

stern_girder ．98．5l 0．13 58．01 0．09

stern inbtm ．2．84 -4．79 25．28 -o．08

stem inshell ．64．48 0．02 49．63 0．58

stern—outbtm -41．77 -0．01 105．68 0．37

sterll outshell —70 69 O．28 8045 0 11

stemjflate -49．25 0 03 40．89 O．02

stern—stringer ．35．15 O．05 18．76 0．04

b_hog 2

组名最小 相差 最大 相著

stern 0 ．24 94 ．o，35 9，36 ．o．13

stem_2-bulkheads —126．52 -o．01 121．28 -o．Ol—

stern_2-rings ．84．29 002 84．26 O．03

stern deck 一20．12 O．05 63．9 009

stern_girder ．63．8 0．09 49．62 O．16

stem inbtm —lo．57 ．0 18 5．35 5．01

stgfn inshell _47．85 0．50 40．66 -o．14

stern—outbtm ．138．75 0．04 87．9 -0．04

stem_outshell ．119．74 O．20 52．4 0．09

sternjalate -41．65 0．04 17．56 0．10

stcra_sUinger ．57．56 0．05 53．95 -0．11

武汉理工大学硕士学位论文

5．3．3各个模型大应力单元比较

表5．15，5．16，5．17，5．18，5．19，5．20，5．21，5．22是在两种工况下，各舱

段模型中应力最大的50个单元和全船模型中相应单元的应力的比较。应力值单

位为MPa，比较结果以舱段结果与全船结果的差值在全船结果中的百分比来表

示。

表5．15一个货舱+尾部模型尾部单元在f_sag_l工况中的应力及比较结果

单元号 舱段应力值(MPa) 全船应力值(MPa) 相差

1 15395 151．72 133．31 0．14

2 1480l 133．1l 102．52 O．30

3 14391 131．03 98．62 Or33

4 14819 129．84 100．16 O．30

5 14805 126．11 96．95 0．30

6 14818 125．56 97．50 O．29

7 14463 122．49 90．05 O．36

8 1479l 119．93 91 7l O 31

9 14804 119．13 92．2l 0．29

10 14388 119．05 89．59 0．33

11 14833 118．92 92．16 O．29

12 14823 118．84 91．99 0．29

13 14809 118，05 91．59 O．29

14 15382 117．66 102．3l O，15

15 14822 116．9l 90．87 0．29

16 14847 115．91 89．82 O．29

17 14815 115．70 87．70 O．32

18 14808 115．63 89．89 O．29

19 14462 114．68 82．84 0．38

20 14832 114．49 88．85 O．29

21 14795 114．45 88．70 O．29

22 14821 112．92 88．16 0．28

23 14794 112．24 87．24 O．29

24 14807 112．07 87．50 0．28

25 1486l 111．90 86．89 O．29

26 14837 111．4l 87．00 O．28

27 14483 111．02 80．82 0．37

28 15394 1lO．8l 95．07 O．17

武汉理I：大学硕士学位论文

29 14790 llO 75 85．42 0．30

30 14851 1lO．5l 85 99 O．29

3l 14793 “O．23 85．86 0．28

32 14846 109．84 85．46 O．29

33 14836 109．54 85．74 O．28

34 14816 109．Ol 83．3l O．31

35 14802 108．8I 83．55 O．30

36 14850 108．78 84．87 0．28

37 15383 108．07 94．95 0．14

38 14865 108．01 83．70 O．29

39 14378 107．36 81．06 O．32

40 14820 107．2l 84．22 O．27

41 14864 106 84 83 05 0 29

42 14835 106 35 83．83 O．27

43 14787 106．08 77．48 O．37

“ 15393 105．76 91．47 0．16

45 14849 105_36 82．56 0．28

46 14806 10416 82．04 0．27

47 14792 104．08 81．27 O．28

48 14863 104 02 8l 04 0 28

49 15381 104 00 89．90 O．16

50 14860 103．09 80．72 O．28

表5．16 1／2货舱+尾部模型尾部单元在f__sag_l工况中的应力及比较结果

单元号 舱段应力值(IViPa) 全船应力值(MPa) 相差

l 15395 141 54 13331 O．06

2 1480l 12l 42 102，52 0．18

3 1439l 120．60 98．62 O．22

4 14819 117 89 100．16 0．18

5 14805 114_37 96．95 O．18

6 14818 114．22 97．50 O．17

7 15382 111．41 102．31 0．09

8 14388 110 92 89．59 0．24

9 14463 110．17 90 05 0．22

lO 14823 109，19 9l。99 0．19

1l 14833 109．17 92．16 0．18

12 1479l 108．69 91．71 O．19

13 14809 108．58 91．59 0．19

武汉理工大学硕士学位论文

14 14804 108．34 92．2l O．17

15 14822 107．36 90．87 0．18

16 14847 106．48 89 82 0．19

17 14808 106．18 89．89 O．18

18 14832 105．38 88．85 O．19

19 14795 105．09 88 70 0．18

20 14815 105．05 87．70 O．20

2l 15394 104．88 95，07 O．10

22 14837 104．16 87．00 O．20

23 14821 103，87 88．16 0．18

24 1485l 103．08 85．99 0．20

25 14794 102．99 87．24 O．18

26 14861 102．89 86．89 O 18

27 14807 102．87 87 50 O．18

28 14836 102-20 85 74 0．19

29 15383 101．95 94．95 0．07

30 14850 101．37 84．87 0．19

3l 15393 101．35 91．47 O．1l

32 14462 101．29 82．84 0．22

33 14846 101．14 85．46 O．18

34 14793 100．97 85．86 O．18

35 14790 loo．65 85．42 O．18

36 14865 100．53 83．70 0．20

37 57958 100．16 93．04 O．08

38 1538l 99．45 89．90 O．1l

39 148“ 99．41 83．05 0．20

40 14378 99．38 81．06 O．23

4l 14835 99．19 83．83 0 18

42 14816 99．19 83．3l O．19

43 14820 98．90 84．22 O．17

44 14802 98．88 83，55 O．18

45 14849 98．25 82．56 0．19

46 57948 97．97 88．81 O．10

47 14483 97．8l 80．82 0．21

48 57957 97．81 90．80 O．08

49 57940 97．55 9l 65 0．06

50 5796l 97．33 88．29 0．10

武汉理』=人学硕士学位论文

表5．17 l／4货舱+尾部模型尾部单元在f_．sag_l工况中的应力及比较结果

单元号 舱段应力值(MPa) 全船应力值(MPa) 相差

1 14801 118．95 102．52 0．16

2 14391 115．72 98．62 0．17

3 15395 114．40 133，31 ．o．14

4 14819 113．10 100．16 0．13

5 14818 110．63 97．50 O．13

6 14805 109．24 96．95 0．13

7 57940 107．41 9l 65 O．17

8 57958 106．14 93．04 0．14

9 14388 106．10 89．59 0．18

10 14833 105．27 92 16 O．14

11 14804 104 96 92 21 0 14

12 14463 104．64 90 05 O．16

13 57957 10443 90 80 0．15

14 14847 102．90 89 82 0．15

15 1479l 102．68 91．7l 0．12

16 14832 102 29 88．85 O．15

17 57944 101．95 89 78 0．14

18 14815 101．56 87．70 O．16

19 14823 100 51 91．99 0．09

20 57972 lOO 49 86．88 0．16

21 14861 99．60 86．89 0．15

22 14822 99．10 90．87 0．09

23 14809 9907 91．59 O．08

24 57943 98．86 85．86 0 15

25 57986 98．63 85 01 O．16

26 14846 98．27 85．46 0．15

27 57971 98．21 83．97 O．17

28 14837 97．69 87．oo O．12

29 14808 97．20 89．89 O．08

30 14790 97．OI 85．42 0．14

31 14851 97．01 85．99 O．13

32 1482l 96．56 88 16 0．10

33 14802 96．39 83．55 O．15

34 14816 96．13 83．3I O．15

35 14836 96．02 85 74 O．12

36 14462 96．00 82．84 0．16

武汉理工大学硕士学位论文

37 15382 95．88 102．3l 加．06

38 58000 95，82 82．43 O．16

39 14850 95．60 84．87 O．13

40 57976 95．52 84．77 0．13

41 14378 95-37 81．06 O．18

42 57961 95r24 88．29 O．08

43 57962 95．20 88．76 0，07

44 57975 94．96 84．34 O，13

45 14865 94．89 83．70 O．13

46 57930 94．81 84．06 O．13

47 57985 94．80 81．32 O．17

48 57960 94．72 86．6l 0．09

49 14807 94．69 87．50 O．08

50 1480l 118．95 102．52 0．16

表5．18尾部模型尾部单元在f_sag_l工况中的应力及比较结果

单元号 舱段应力值(MPa) 全船应力值(MPa) 相著

l 14801 119．30 102．52 O．16

2 14391 113 84 98．62 O．15

3 57940 112．92 91．65 0．23

4 14819 105．9l lOO．16 0．06

5 14818 105．71 97．50 O 08

6 57958 104．87 93．04 O，13

7 57957 104 72 90．80 O．15

8 14388 10246 89．59 0，14

9 14463 101，29 90．05 O．12

lO 14805 loo．67 96．95 0，04

1l 14833 100．27 92．16 0，09

12 57972 99，68 86．88 0．15

13 14815 99．57 87．70 0．14

14 14804 99．46 92．2l O，08

15 57944 99．3l 89．78 0．1l

16 14847 98．92 89．82 O．10

17 14832 98．60 88．85 0．11

18 57986 98．41 85．Ol O．16

19 57943 98．20 85．86 O．14

20 57971 98．IO 83．97 O．17

2I 57288 97．50 75．oo O，30

武汉理工大学硕士学位论文

22 15435 97．14 74．50 0．30

23 1486l 96．44 86．89 0．11

24 58000 95．98 82 43 O．16

25 14802 95．45 83．55 0．14

26 14846 95．40 85．46 O．12

27 57985 95．09 8l，32 0．17

28 5677l 94．65 81．52 0．16

29 15395 94．59 133．31 -0．29

30 14462 94．1l 82．84 0．14

31 14816 93．89 83．31 0．13

32 14378 93．64 81．06 O．16

33 14823 93．5l 91．99 0．02

34 14791 92．27 91 71 0 01

35 14837 92 15 87 00 O 06

36 58992 92．10 68．15 O．35

37 14851 92．05 85．99 0．07

38 57962 91．83 88．76 O．03

39 57976 91．62 84 77 O．08

40 14809 91 09 91．59 _o．0l

41 14822 90．77 90．87 0．00

42 57990 90．76 83 21 O．09

43 57999 90 59 77．33 0．17

44 14865 90．53 83 70 0．08

45 57989 90．47 83．19 0．09

46 14860 90 42 80．72 O．12

47 57975 90．29 84 34 0．07

48 14850 90．29 84．87 0．06

49 57930 90．27 84．06 O．07

50 14801 119．30 102．52 O．16

表5．19一个货舱+尾部模型尾部单元在h_hog_2工况中的应力及比较结果

单元号 舱段应力值(MPa) 全船应力值(MPa) 相筹

l 15395 145．92 133．99 0．09

2 15382 113．60 103．94 0 09

3 15394 107．51 97．66 0．10

4 57958 105．42 84．23 O．25

5 57948 105．33 87．32 0．21

6 57934 104．26 86．96 0．20

武汉理工大学硕士学位论文

7 57947 103．90 86．60 O．20

8 57962 103．64 84．91 O．22

9 15383 103．42 95，14 O，09

10 57933 103．t9 86．58 O．19

ll 5796l 103，10 85．2l O．2l

12 57944 102．28 81．8l O．25

13 57960 101．87 85．29 0．19

14 15393 101．55 92．63 O．10

15 57946 101．26 85．00 O．19

16 57932 101．07 85，lO O．19

17 57957 101．00 8091 0．25

18 57940 100．99 77．89 0．30

19 1538l 99．78 91．05 O．10

20 57959 98．84 83．98 O．18

21 15370 98．29 90．14 0．09

22 57976 97．94 81．92 0．20

23 57930 96．83 77．44 0．25

24 57943 96．37 77．67 0．24

25 15369 96．28 87．98 0．09

26 5793l 95．95 81．62 0．18

27 57975 95．59 80．Ol O．19

28 57945 95．36 81．3l O．17

29 57990 95．19 78．64 O．21

30 57989 93．94 77．96 0．21

3l 57972 92．55 73．8l O．25

32 57988 91．47 76．46 O．20

33 5677l 91．“ 66．72 0．37

34 57986 91．41 73 05 O．25

35 57974 91．38 76．69 0．19

36 58002 91．08 75．70 0．20

37 58003 90．99 74．71 O．22

38 58004 90．89 74．07 O，23

39 57971 89．82 72．10 O．25

40 57929 89．34 72．42 O．23

4l 15357 89．17 81．62 0．09

42 58000 89．03 71．44 0．25

43 58001 88．29 74．18 O．19

44 14820 88．12 84．79 0．04

武汉理T人学硕七学位论文

45 57987 88．05 74．3l O．】8

46 15252 87．60 79 80 O．10

47 15358 87．23 80．1l 0．09

48 57973 87．14 73．89 O．18

49 14794 86．66 85．26 O．02

50 1482l 86．39 84．64 O．02

表5．20 1趁货舱+尾部模型尾部单元在h_hog．_2工况中的应力及比较结果

单元号 舱段应力值(MPa) 全船应力值(MPa) 相差

l 15395 138 20 133．99 O．03

2 15382 108 90 103 94 O．05

3 15394 103．04 97．66 0．06

4 15383 98 88 95 14 0 04

5 15393 98 23 92．63 O．06

6 57948 97．15 87 32 0．11

7 15381 96．37 91．05 O．06

8 57934 96．24 86．96 O．1l

9 57947 95．80 86．60 O．11

10 57933 95．33 86 58 O，lO

】1 57062 95．26 84．91 O．12

12 57958 94．85 84 23 0 13

13 57961 94 85 85．2l O．11

14 15370 94．69 90．14 0．05

15 57960 94．06 85．29 O．10

16 57946 93．46 85．00 0．10

17 57932 93．33 85．10 O．10

18 15369 92．99 87．98 0．06

19 57944 92．04 81．8l O．13

20 57959 91．74 83．98 009

2l 57976 91 46 81 92 0．12

22 15252 91．02 79．80 O．14

23 57957 90．93 80．9l 0．12

24 57940 90．12 77．89 0．16

25 14820 89．74 84．79 O．06

26 57975 89．07 80．0l 0．11

27 57931 88．82 81．62 0．09

28 57990 88．52 78．64 0．13

29 57945 88．49 81．3l 0．09

武汉理工大学硕士学位论文

30 1482l 88．4l 84．64 0．04

31 14808 87．84 85．07 O．03

32 14794 87．78 85．26 O．03

33 14809 87．56 85．18 0．03

34 14807 87．55 84．30 0．04

35 14795 87．54 85．23 O．03

36 57989 87．3l 77．96 O．12

37 57930 87．2l 77．44 0．13

38 57943 86．97 77．67 O．12

39 14806 86．88 82．25 0．06

40 14793 86．73 84．09 O．03

41 15357 86．33 81．62 O．06

42 14822 85．89 83．32 0．03

43 14792 85．47 81．78 O．05

44 14837 85．29 80．17 O．06

45 15243 85．16 74．05 O．15

46 57988 85．11 76 46 O．11

47 57974 85．05 76．69 O．1l

48 58002 84．64 75．70 O．12

49 14836 84．50 79．2l 0．07

50 15358 84，42 80．11 O．05

表5．21 l／4货舱+尾部模型尾部单元在h_hog_2工况中的应力及比较结果

单元号 舱段应力值(MPa) 全船应力值(MPa) 相差

l 15395 117．65 133．99 -o．12

2 15382 96．96 103．94 -0．07

3 15394 91．46 97．66 -0．06

4 15252 91．29 79．80 0．14

5 57958 90．40 84．23 0．07

6 15393 89．6l 92．63 -o．03

7 57948 88．59 87．32 0．01

8 14820 88．36 84 79 0．04

9 15383 88，18 95．14 -0 07

lO 57940 88．03 77．89 0．13

11 15243 88．Ol 74．05 O．19

12 1538l 87．78 91．05 -0．04

13 57947 87，76 86，60 O．Ol

14 57957 87．68 80．91 O．08

武汉理上人学硕士学位论文

15 57960 87 5l 85 29 0 03

16 5796l 8738 85 2l 0 03

17 57962 87．36 84，9l O．03

18 57944 87．29 81．8l 0．07

19 14821 86．93 84，64 O．03

20 57934 86．9l 86．96 O．00

2l 57933 86．57 86，58 0．00

22 57959 86．48 83．98 O，03

23 15370 86．28 90．14 -0．04

24 57946 86．24 85．00 0．01

25 57976 85．49 81，92 0．04

26 14808 85，37 85．07 0．oo

27 57932 85 26 85 10 0 00

28 14809 85 17 85 L8 O．OO

29 15369 85 05 87，98 ．o，03

30 14807 85 05 8430 00l

31 14819 84．79 78．1l 0．09

32 15255 84．72 75，44 O，12

33 14822 84．50 83．32 0．Ol

34 14806 84 30 82，25 0 02

35 14794 84 18 85．26 ．O，O】

36 14795 84．02 85．23 ．0．01

37 14837 84．Ol 80 17 0．05

38 57943 83．96 77，67 0．08

39 15435 83．69 75．29 O．11

40 57975 83．43 80．01 0．04

4l 14836 83．2l 79．21 0．05

42 14793 83．04 84．09 -0，0l

43 14818 82．95 75 33 0．10

44 14823 82．92 82．29 0．Ol

45 57990 82，87 78．64 O．05

46 57945 82 76 81．31 0．02

47 15239 82．52 70．65 O，17

48 57288 82．18 74．66 0．10

49 57931 82．10 81．62 0．Ol

50 14862 82．06 75，77 0，08

武汉理工大学硕士学位论文

表5．22尾部模型尾部单元在h．．hog_2工况中的应力及比较结果

单元号 舱段应力值(MPa) 全船应力值(MPa) 相差

l 15395 104．34 133．99 -0．22

2 57940 91．58 77．89 0．18

3 15435 90．65 75．29 0．20

4 57288 90．06 74，66 O．2l

5 15252 90．05 79．80 0，13

6 15382 88．93 103．94 -o．14

7 15243 87．90 74 05 O．19

8 14801 86．17 68．05 O．27

9 14818 84．45 75．33 0．12

10 14819 84．29 78．1l O．08

11 57957 84．24 80．9l 0．04

12 57958 84．18 84．23 O．00

13 15255 83．51 75．44 O 11

14 15239 83．39 70．65 O．18

15 15393 82．92 92．63 ．0．10

16 15394 82．70 97．66 ．o，15

17 15383 82．35 95，14 -0．13

18 14820 81．83 84．79 -o．03

19 1538l 81．44 91．05 -o．11

20 15370 81．19 90．14 -O．10

2l 15253 80 73 65．88 O．23

22 14821 80．7l 84．64 -0．05

23 14964 80．5l 53．27 O．5l

24 14963 80．50 53．74 O．50

25 57948 80．48 87．32 ．o．08

26 57962 80．38 84．9l -o．05

27 14809 80．35 85．18 -o．06

28 14804 80．03 72．77 0．10

29 14837 80，OI 80．17 O，oo

30 57976 79．89 81．92 ．0．02

31 15369 79．78 87．98 ．0．09

32 57943 79．64 77．67 0．03

33 14805 79．55 75．84 O．05

34 14823 79．50 82．29 -0．03

35 58587 79．49 75．“ O．05

36 14822 79．46 83．32 ．0．05

100

武汉理J二大学硕士学位论文

37 57944 79 43 81．81 ．O．03

38 57961 79．14 85．21 -0．07

39 57960 78．93 85．29 ．0．07

40 58583 78．82 75．33 0．05

4l 57959 78．79 83．98 -0．06

42 14808 78．60 85．07 ．0．08

43 14862 78．57 75．77 0．04

44 14965 78．54 53．20 0．48

45 14836 78．50 79．2l -o．Ol

46 15436 78．38 59．04 O．33

47 14863 78．15 75．77 O．03

48 15242 78．10 66．24 0．18

49 57947 77 95 86．60 ．0 10

50 57990 77 93 78 64 ．O．01

101

武汉理工大学硕士学位论文

6．1结论

第6章结论与展望

本论文以一艘98．Om(8000t级)江海直达驳船为对象，采用比较研究的方

法，对全船有限元直接计算和四种舱段模型有限元直接计算的方法和所得的船

体结构强度结果进行了分析及比较。在全船有限元直接计算模型中，各种载况

和波浪条件下的载荷以及边界条件模拟的更加真实，可以得到船舶航行时全自

由状态下的更符合实际情况的各种响应，并以此结果为标准来衡量舱段模型的

结果。在四种舱段模型中，合理的简化了边界条件，并得到了相应的结果。

通过本文的研究工作，可以得出以下一些结论：

(1)在船舶结构有限元计算中，模型范围的选取以及边界条件的确定对计

算结果的影响比较大。

(2)因为全船有限元计算模型的边界条件相对于舱段模型来说模拟的比较

真实，所以全船有限元计算模型的结果应该更加真实，通过比较，某些舱段模

型所得的结果在工程实践中也是可以接受的，在合理调节许用应力的情况下，

也完全可以评估船体尾部的结构强度。

(3)在采用不同的装载状态、波浪载荷及顶推力组合出的各种计算工况中，

静水条件的应力水平总是介于中拱波浪和中垂波浪条件对应的应力水平，货物

压力引起的总纵弯矩与舷外水压力一起的总纵弯矩叠加，使得满载、波浪中垂

工况和压载、波浪中拱工况的应力水平比较高。它们应该是评估驳船结构强度

是否足够的极限状态。

(4)在做舱段模型分析时，在采用不同的装载状态、波浪载荷及顶推力组

合出的各种计算工况中，我们只取了最为危险的满载、波浪中垂、顶推力向上

的工况和压载、波浪中拱、顶推力向下的工况，是为了既能体现比较的意义，

又减小直接计算本身以及数据处理和分析的工作量。

(5)通过本文的研究比较，我们可以发现在四种舱段模型中，1／2货舱+

尾部模型所得的结果与全船模型的结果更加相近，计算结果最大相差在20％左

右，一般在10％左右，绝大多数在lO％之内，所以我们认为该舱段作为评估船

体尾部结构强度的舱段模型最为合适。

102

武汉理J二人学硕士学位论文

6．2展望

由于本人知识水平疏浅以及课题时间有限等原因，本文做的工作难免流于

肤浅，在本文的研究过程中发现许多的问题还没能解决，现在总结如下希望有

益于以后的研究者。

(1)全船有限元分析法和舱段有限元方法在评估船体结构强度方面，针对

不同的问题各有其优点及不足之处。全船有限元分析法建模工作量大，但是结

果较为真实，舱段有限元法建模工作量小很多，结果相对来说不够精确，如何

根据工程实际来选取适当的模型还需进一步讨论。

(2)在比较分析方面，由于缺乏一些有效的实验结果数据进行对比分析，

本论文的比较都是在各种模型之间比较，没有精确的结果作标准，比较结果相

对来说缺乏说服力，希望以后能有相对精确的试验结果作为标准。

(3)有限元分析时，需要考虑的因素很多，本文只考虑了部分明显的因素，

所以还需要更细致的研究。

(4)在比较时我们发现，结果的精度并不是随模型范围的增大而提高，其

中原因有很多，还有待进一步的研究。

103

武汉理工大学硕士学位论文

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106

武汉理工大学硕十学位论文

致谢

本论文的研究工作是在导师张少雄教授的严格要求和悉心指导下完成的。

从论文的选题、研究到撰写，导师都倾注了大量的心血。从导师身上我深深地

体会到了严谨求实的治学作风，孜孜以求的科学精神和丰富渊博的专业知识，

这些都将激励我在以后的学习工作中积极努力，不断进取!

感谢导师和师母库耘老师在生活上给予我无微不至的关怀，感谢你们教给

我许多做人的道理和人生的经验，在此向导师和师母致以深深的谢意!祝你们身

体健康，工作顺利!

感谢武汉规范所肖渤舰高级工程师和交通学院张开银教授。谢谢你们在百

忙之中抽出时间评阅我的论文，并提出了许多宝贵的建议，使得本文更加完善。

感谢交通学院指导过我的各位老师，感谢你们对我的帮助和关怀。

感谢向林浩、黄旎、胡丰梁等同学及王利永、张延辉、李忠涛、孙亢、喻

之凯、任思杨、杜华明等师兄弟，感谢你们在学习、生活上给予的关心和帮助．

让我的求学生活充满友爱欢欣。

感谢我的父母和亲人，谢谢你们对我的疼爱和支持，祝你们身体健康，开

心幸福!

最后，感谢所有关心帮助过我的朋友们，祝你们～切顺心1

107

武汉理工大学硕士学位论文

攻读硕士学位期间的论文发表情况

张少雄，杜庆喜．一艘驳船尾部强度的全船有限元和舱段有限元计算比

较．船海工程．2008年第3期．

108

船体结构强度直接计算方法研究作者： 杜庆喜

学位授予单位： 武汉理工大学

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1. 吴荻 双体船船体结构强度的直接计算法[学位论文]2004

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3. 张延辉 船体结构强度直接计算中荷载平衡方法研究[学位论文]2006

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