三用工作船是一种集海上拖带，平台供应，对外消防等功能于一体的多功能船舶，兼有海上救助、海上平台守护、帮助海上设施布锚及起锚等功能。近年来，海上油气田资源的争夺和开发日益激烈，作为海上石油工程深水作业必要的守护船，三用工作船已经成为当前国内外争相研究发展的重点。目前，波浪诱导载荷的计算研究对各类近海、深海平台结构物的研究已经很多，方法理论也比较成熟。航行海域、装载工况、航速以及水动力计算理论对常规型船舶波浪诱导载荷的影响也已初步探讨，而对于一些特殊工作船只却不多。根据三用工作船作业的特殊性和波浪载荷的复杂性，本研究在其环境波浪载荷分析预报的基础上进行了船体结构应力强度分析，并与规范强度衡准进行比较，为合理设计类似工程船舶的设计和建造提供依据。
      由于海洋环境是随机变化的，计算中可以认为波浪是由多个各类波系叠加而相互不干扰。本研究采用了线性随机波浪理论，即在一般情况下，船体外载荷诱导波浪是无限多个频率不等、方向不同、振幅变化而相互杂乱的微幅简谐波叠加而成的不规则波系式中，a为组成波的振幅，k为波数，e为波向，初始相位角。由于波面位移g为一个正态平稳随机过程，波浪能量谱正好与波幅的平方成正比。因此，对应于风向在一个范围内变动时所生成的海浪。
      本研究主要以78m三用工作船为研究对象进行优化比较研究，本船为钢质，单甲板，单机，单桨、单舵、舰机型柴油机推进，具有球舷，能为海上石油工程提供多种特点作业服务的三用型守护船，航行于无限航区、近海航区。本次计算主要利用DNV挪威船级社的SESAM软件完成，其中船体波浪动压力计算采用WADAM模块完成，波浪诱导载荷预报统计分析采用Postresp模块完成，船体结构分析采用SESTRA模块完成。载荷计算中主要考虑船体水动力载荷，以及舱室的静压和惯性压力，以及一些均不载荷水动力模型共计panel单元4348个，计算质量模型本计算书采用整船结构模型来模拟空船质量，集中载荷采用质量点模拟的形式进行模拟，具体各舱室的装载分布见图。结构有限元模型包括整个船长、船宽范围内的船体结构，模型采用粗网格划分单位。计算中，整船分析惯性力和波浪载荷处于动态平衡状态，本研究采用SESAM_SESTRA中的高能功能惯性释放来作为边界条件。

                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
                                                                                                                                                  杭州纳泰科技咨询有限公司
                                                                          本文出自杭州纳泰科技咨询有限公司www.nataid.com，转载请注明出处和相关链接！