一、浮船坞结构强度计算的重要性
      浮船坞是一种用于修、造船的工程船舶，它不仅可用于修、造船舶，还能够打捞沉船，运送深水船舶通过浅水航道等。作为船舶修造行业的重要设施，浮船坞对船舶维修意义重大。进年来，随着船舶大型化，对应浮船坞的尺寸也越来越大，浮船坞结构强度分析显得尤为重要。本研究根据规范要求的不同工况，采用三维有限元分析软件Patran建模，设定边界条件和载荷，采用Nastran软件，分析浮船坞应力最大值出现的部位及应力的分布规律，为浮船坞的设计和改进提供借鉴和参考。
      二、浮船坞三维有限元模型的建立
      356t级浮船坞为箱型单底整体式钢质浮船坞。该坞肋距均为0.6m，坞墙上甲板、坞墙安全甲板、抬船甲板、浮坞底板为纵骨架式，纵骨间距0.5m。在坞体内中部设置一道中纵水密舱壁，纵向除设置水密中纵舱壁外，还在每隔三个纵骨处设置非水密纵向支撑舱壁。在坞体内Fr15，Fr33，Fr51处设置三道横向水密舱壁，每一压载水舱中没隔两个肋位处设置非水密支撑舱壁。坞长39.60m，坞宽20.60m，坞深3.70m，平台高度1.20m，最大沉深吃水3.10m，作业吃水1.00m，轻载吃水0.55m，轻载排水量435T，最大沉深排水1,087T，举升力356T。
      根据该坞结构建立有限元模型，坐标系统取右手直角坐标系，原点取在Fr0(即0站)中纵剖面基线处，且x方向为坞体的纵向，以坞首方向为正，Y方向为坞体的横向，以坞纵中线向左舷为正，z方向为坞体的垂向，以基线向上为正。计算模型中共有8,795个节点，16,920个单元。
      三、浮船坞工况计算
      1.计算工况
      本船参照CCS《浮船坞入级规范》(2009)，对以下种工况进行强度校核：
      工况1：浮船坞在正常举升工况下，抬起最短进坞船时，吃水1.30m，压载水高0.539m。
      工况2：以设计举升能力举升进坞船，且平浮状态下的浮船坞吃水位置至龙骨墩顶时的工况，吃水2.0m，压载水高0.607m。
      工况3：浮船坞在最大沉深工况下，吃水3. 10m，压载水高0.686m。
      2.计算载荷
      计算载荷包括如下项目：
      (1)浮船坞自重，重力加速度取9.81m/s2，以惯性力的形式施加于浮船坞；
      (2)进坞船的重量，假定全部作用于龙骨墩上的进坞船重量；
      (3)浮箱底板的外部水压力及舷外水压力；
      (4)浮箱甲板浸水的水压力；
      按照CSS《内河钢质浮船坞计算要求》约束整个模型的刚体平动和转动。即:对外坞墙与浮箱底相交处节点的线位移进行约束。一侧约束x，y和z向的线位移，即sx=sy=sz=0，另外一侧约束x和z向的线位移，即sx=sz=0。
      四、强度评估
      1.强度评估标准
      (1)总纵强度
      根据规范，总纵弯曲强度的许用弯曲应力为[σ]=137/KN/mm2。
      (2)横向强度
      各个工况下，各构件的计算应力应不大于表1和表2规定的相应许用应力值。
 

                                                                                  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
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