摘要
【目的】船舶在极地航行过程中,船体梁结构在与冰层发生碰撞时易发生骑冰事故,导致船首抬升,针对船体梁与冰层相互作用后的结构强度变化问题,提出骑冰工况下船体梁结构强度分析方法,并揭示相应的结构强度特征。【方法】首先建立船体梁结构强度分析模型,并根据各分段属性建立对应的船体梁载荷分析模型,然后在载荷分析模型中求解得到骑冰工况的浮力分布,代入结构强度分析模型中,以考虑骑冰带来的浮力变化,最后施加重力及冰层支反力,进行结构强度计算,并分析抬升位置和抬升高度对船体梁浮力、剪力、弯矩以及局部应力分布的影响。【结果】当船首抬升高度变化时,船体梁存在浮力与剪力不随抬升高度变化的点,分别位于船体梁后半段以及船中。此外,当抬升位置位于球鼻艏时,该部位舷侧外板更接近垂直,不利于抵抗支反力,高应力面积相对较大,更危险。【结论】该方法能够计算船体梁结构在船首大幅度抬升情况下的结构响应,计算效率高,可对危险骑冰工况下船体梁结构强度有初步的判断。
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单位中国船舶科学研究中心; 上海交通大学; 建筑工程学院; 海洋工程国家重点实验室