验收标准外文翻译资料

 2022-07-29 15:00:27

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第15章 验收标准

1概述

为了评估有限元分析的结果，需要两种结构的故障模式考虑：

i）收获

ii）屈曲和极限强度

关于疲劳评估的一般指导意见单独载于ABS指导说明基于频谱的船舶疲劳分析。对具有高应力水平的主支撑件的屈服屈曲评估是主要是基于局部精细网格模型的结果，其中更精确的结构细节是考虑。

3结论

对于经受双轴应力的板元件，应力分量的具体组合比单个最大法向应力分量构成限制条件。 在这方面，在等同的压力下，由亨基·冯·米塞斯理论给出，将与最大值进行比较材料屈服强度的允许百分比：

式中：

： x方向的正应力（元件的局部轴系）

： y方向的正应力

： 剪切应力

或者使用主应力和：

从全球FE分析获得的von Mises应力不超过某一部分材料屈服强度。 给定船体的一个纵向间距的推荐的全局FE网格大梁和主要支撑构件（防水）和更精细的局部FE网格用于关键区域结构细节如开口和托架脚趾，所产生的应力可分为三级应力：场应力，局部应力和热点应力。

3.1场应力

场应力指示足够远离结构细节（如料斗）的应力强度，比如关节，开口和托架脚趾。用于捕获场应力的推荐基本网格尺寸为一个纵向间距。通常，直接从全局3D有限元模型获得的元素应力，一个纵向间距可以被认为是场应力，是主要辅助成员，领域应力主要是由于初级船体梁变形和水密之间的次要弯曲边界。

3.3局部应力

局部应力反映了由于存在结构开口，细节和不连续性引起的应力变化。局部应力可以由具有1/5〜1/10的网格尺寸的元件来确定纵向间距。该网格尺寸比用于确定场应力的网格尺寸更精细，但是对于确定应力集中因素，仍然比较粗糙。

3.5热点应力

在具有潜在裂纹的结构细节中的一个特定热点处限定热点应力位置。热点应力包括由于结构不连续性和存在引起的应力提升附件，但不包括焊缝的影响。为了确定热点应力，网格尺寸需要比1/10纵向间距更细，但不比板厚细。

3.7水密边界允许应力

第15节表1中规定的允许应力适用于电镀和纵向加强件在水密边界的情况。使用推荐的单纵向间距的基本网格尺寸全局FE模型，由于局部变形引起的三次弯曲应力分量，纵向间距可能不算在水密边界上。如果是这样的话，a需要考虑水密边界的容许应力的减少。允许应力定义为最小规定屈服应力的百分比，乘以强度降低因子。基于这种允许的应力对杆和梁元件的应用对于板件，检查von Mises膜应力时的轴向应力。

水密边界允许应力（）

应力极限

轻钢

HT27

HT32

HT36

注：取0.95。

3.9主要支撑结构的允许压力和结构细节

第15节表2中规定的允许应力适用于主要支撑构件结构细节（不紧）。 容许应力定义为所规定最小值的百分比屈服应力f y乘以强度降低因子S m。 应用这种允许的应力到杆和梁元件基于轴向应力，而von Mises膜应力为四边形元件被检查。为了计算主支撑构件中的局部应力分布，通常需要进行建模开口，细节和不连续性使用各种网格尺寸。 在高应力梯度的地区容许应力应根据网眼尺寸进行调整，见第15节表2。

表2 各种FE网格尺寸的允许应力（kgf/cm 2）

（不紧密结构成分）

网格尺寸

应力极限

轻钢

HT27

HT32

HT36

厚度

注：

1.应力极限大于在限制结构不连续的小区域。

2.当发现细节的疲劳强度令人满意时，可以允许细节中的热点应力达到材料的最小拉伸强度。

3.取0.95

4.对于中间网格尺寸，应力极限可以通过线性插值获得。

5屈曲和极限强度

要检查板面板和主要支撑构件以防止弯曲（可使用状态极限）和使用从结构FE分析获得的应力的最终状态极限。以此目的，要使用适合船体结构的建立的分析或经验公式。

附录2提供了板面板和主要支撑的屈曲和极限强度标准船舶成员取自“ABS钢船规则”（SafeHull）。标准在适当修改后，附录2中给出的DLA分析用于DLA分析。这样的修改是必需的，因为将SafeHull标准应用于从分析获得的应力采用净结构尺寸，其组分强度配方以净值表示，而从DLA分析获得的应力基于总尺寸。因此，在使用SafeHull屈曲标准时，适当的修改包括：

i）增加从DLA分析获得的正应力和剪应力分量（sigma;x，sigma;y，tau;xy）与总尺寸和净尺寸的比例成正比，即：

对于板：

对于加强筋：

ii）使用净尺寸，附录2给出的屈曲和极限强度配方，等于总厚度减去标称设计腐蚀值，见附录3。

附录1 分析程序总结

1一般

本指南中提出的大多数概念和分析程序在本附录中概述。对于动态负载方法（DLA）分析的船只，建议使用以下概述的一般步骤根据本程序进行DLA分析并考虑，认为第2节中定义的负载情况足以确定控制动态作用在船体的船体结构上的载荷。

3需要基本数据

需要以下图表和货物装载信息来执行规定的分析：

i）行计划和/或偏移表

ii）一般安排

iii）灯船重量曲线

iv）每个装载条件的货物重量分布

v）主要尺寸

vi）每个装载条件的草稿（向前和向后）

vii）每个装载条件的纵向重心（LCG）

viii）垂直重心（VCG），适用于每个装载条件

ix）每个装载条件的卷轴半径（k r）

如果此信息不可用，则可以通过以下方式估算回转半径：

满载时：k r = 0.35B

对于镇流器负载：k r = 0.45B

x）每个装载条件的回转的间距和偏转半径

xi）散货船和集装箱运输船的中心

5静水压计算

静水压力计算涉及的步骤如下：

i）使用偏移表中的偏移来准备船只的船体偏移文件。

ii）将沿着船长的船舶重量分布曲线分离成一系列梯形重量块。 应该注意的是，离散化越细越准确，对船舶重量分布的数值模拟接近。

iii）根据特定负载条件的装载手册，离散货物重量沿着船长的分布曲线成一系列梯形重量块。

iv）计算位移，修剪，牵伸（FP和AP），纵向重心和静水纵向分布纵向剪切力和弯矩使用a

基于以上获得的信息进行休眠程序。

v）静水压计算结果应在可接受的公差范围内第4/3段。

vi）DLA标准要求对一组载入条件进行调查第2/5段。对于这些加载中的每一个，都要重复上述静水压计算条件。

7响应幅度运算符（RAO）

i）确定每个主导负载参数（DLP）的响应振幅算子在第2/7段中规定。采用线性势理论的计算机程序面板方法可能足以确定RAO。

ii）在此考虑广泛的波频和标题很重要计算。建议以增量为波浪标题计算RAO从大海（180度）到后海（0度）15度。波的范围频率至少包括0.2rad/s至1.20rad/s，增量为0.05rad/s。

iii）从上述流体静力学分析确定的偏移数据，牵伸和修整用于确定RAO。

iv）按照第2/5段所述的每个装载条件计算RAO。

9长期极值

i）为预期的船舶服务建立适当的波浪环境。 （这可能是根据哪个更合适的路由特定服务或无限制服务对于船只的分类）。对于无限制的服务船舶，波形数据应该是代表北大西洋的现实海洋条件。推荐IACS推荐第34号用于不受限制的服务船舶。为无限制服务，可以使用相同的波头概率。

ii）确定主要负载参数的长期极值第5节。按照操作考虑，长期的概率水平HBM，TM，Vacc，Lacc和Roll的极值可能会在梁或斜海中减少条件。要对每个人进行长期的极端价值预测

装载条件。

11等效设计波

确定每个DLP的等效设计波系统。结合等效设计波系统，可以获得伴随DLP的线性瞬时负载分量正在考虑的DLP的时刻达到最大值。这个波浪系统是通过使用RAO计算的结果和长期极值预测来确定。要确定此波系统，必须从RAO计算中获取以下信息：

i）每个DLP的RAO的最大振幅

ii）与RAO最大值对应的波形标题

iii）与RAO最大值对应的波频

iv）相当于长期极值除以最大值的波幅RAO的振幅。

v）对于最大垂直弯矩的DLP，可以调整波幅基于IACS UR S11 ho波时刻。调整程序EWA在第6/13号节中有所描述。

13.非线性松弛分析

对于第6节中定义的等效设计波，可以执行非线性震动分析用于计算非线性船舶运动和波浪载荷。非线性震荡分析是考虑非线性静水压恢复和弗劳德 - 克里洛夫力。计算机程序ABSNLOAD3D或等效的计算机程序可用于此目的。从每个DLP的响应时间历史来看，具体的时刻是要确定的正在考虑的DLP达到最大值。时间的模拟是充分的足够长，使得DLP的响应达到稳定状态。非线性瞬时负载伴随DLP的组件将在DLP的特定时刻获得达到最大值，建议时间模拟长度超过二十秒，响应周期和时间历史的前半部分可以被视为瞬态响应。

15.外压

确定湿润船体表面上的瞬时外部流体动力学压力对应到所考虑的主导负载参数​​达到最大值的时刻。该有限元模型节点的外部压力应通过外部插值来确定在流体动力面板模型节点计算的压力。一个采用3D的电脑程式线性插值技术将足以确定外部压力有限元模型。

17.内部液罐压力

确定液体货物和压载舱边界上的瞬时内部液体罐压力对应于所考虑的主导负载参数​​到达其的时刻最大值。计算内部罐体压力的公式在第9/3节中定义。

19.散装货物压力

确定对应于时间的货舱边界上的瞬时散货货压当考虑的主导负载参数​​达到最大值时即刻。散货压力是考虑静态和动态组件。动态组件包括准静态和惯性元件。准静态分量来自于考虑到的重力，即时滚动和俯仰倾斜。惯性分量来自瞬时局部加速。计算静态和动态散装货物压力的公式在第10/5号中定义。

21.集装箱负荷

确定货舱边界或甲板对应的瞬时集装箱装载到所考虑的主导负载参数​​达到最大值的时刻。该容器负载将考虑静态和动态组件。集装箱货物载荷的静态和动态组件计算公式在第11/3节中定义。

23.灯具结构和设备的载荷

确定由本地引起的船舶结构和设备上的瞬时惯性载荷考虑到主导负载参数​​时的时刻对应的加速度达到最大值计算静态和惯性载荷的公式在章节12/3中定义。

25.结构有限元分析

瞬时静态和动态负载分量应用于每个的FE模型负载情况在第2节中定义。瞬时静态和动态负载组件要做应用于FE分析可能包括：

i）FE外壳模型的外部压力

ii）液体货物和压载舱边界上的内部液体罐压力

ii）散装货舱边界的散货货压

iii）货舱边界或甲板上的货柜装载

iv）在船舶结构和设备上的静态和动态载荷

对来自施加瞬时静电的不平衡力的平衡检验要执行FE模型上的动态负载以确定它们是否在其内.

推荐允许以下限制：

i）船舶海上情况的装载箱应在船舶排水量的1％以内；

ii）用于横梁或斜海条件的装载箱应在船舶排水量的2％以内；这些不平衡的力量（如果有的话）将通过添加适当分布的惯性力来解释在进行有限元分析之前对船舶的装载。这种不平衡力的检查是执行以确保结构与所施加的瞬时静态处于动态平衡和动态负载。

27.整体FE分析

i）考虑到结构和材料，准备船舶的整体有限元模型船只的性质。建议整个船体大梁和主要支撑成员用单纵向间距网格尺寸建模。全局FE分析允许详细调查任何地点的结构，从而提供保证潜在的问题领域在最早阶段被确定。

ii）对全局FE分析的输入加载由静态和动态组件组成。所考虑的静态组件是在静止水中施加在船体上的外部压力，液体或散装货物，压载水和船舶结构和设备的重量。

iii）进行全局有限元分析，以确定由此导致的全局应力和挠度上述静态和动态负载。审查全球压力以确定哪些结构部件受到高度的压力。高应力区被确定为候选人结构

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