顶部开口船舱火灾下结构热力耦合方法研究

作者：汪金辉^*; 张宪达; 陈科烨

来源：中国舰船研究, 2021, 16(03): 74-111.

DOI：10.19693/j.issn.1673-3185.01903

• 机舱火灾
• 数值模拟
• FDS-ANSYS耦合
• 结构热响应

[目的]船舶舱室钢结构在火灾环境下的性能分析是结构防火设计的理论基础,与传统的标准升温法相比,基于真实火灾温度场的研究更能准确分析船舱结构的力学响应行为。为此,以船舶开口机舱结构为研究对象,开发基于FDS和ANSYS的火-热-结构耦合数值模拟方法。[方法]首先,采用FDS模拟得到火灾壁面温度场数据,以此温度场为边界条件,传输到结构有限元分析软件ANSYS中进行机舱结构的瞬态热分析温度场计算;然后,对机舱模型进行热-结构行为耦合计算,实现机舱结构在火灾场景下的力学响应分析,并应用该方法开展机舱受火案例研究。[结果]结果表明,结构应力分布不均匀,最大应力集中在机舱外的边缘处,达到19 MPa,受火后结构未到极限状态。[结论]与传统的标准升温曲线法相比,所提方法能考虑结构非均匀升温、真实火灾升温这两个重要方面。机舱应重点关注非均匀升温造成的结构内力变化。

• 单位
  上海海事大学