ABS《钢质船舶建造规范》外文翻译资料

 2022-07-29 15:01:17

英语原文共 88 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

第一章 综述

1 引言

关于远洋船舶的船体、上层建筑和甲板室的设计建造将满足ABS《钢质船舶建造规范》（简称《钢规》）的所有适用要求。ABS《钢规》的设计规范也被称为ABS SafeHull标准。

ABS《钢规》中的SafeHull标准需要两步程序。第一步的主要目标，称为初步评估（ISE），是选择合适的构件尺寸来满足总纵强度和局部强度的要求。构件尺寸的选择是通过应用相应的设计公式来完成的，设计公式综合反映了静态和动态包络载荷组合；耐久性考虑；期望服务，调查和维护；以及考虑材料屈服和屈曲在失效模式下的结构强度等多个方面。并且，疲劳强度的评定也属于ISE的一部分，主要针对纵向扶强材和横向强构件之间的连接处。SafeHull标准的第二步，称为总强度评估（TSA），需要使用初步评估中的初步设计荷载工况进行结构性能分析。TSA分析的主要目的是确定所选择的设计构件尺寸能够（从一种更宏观的结构系统来看）抵抗屈服，屈曲极限强度和疲劳状态时的失效模式。

《SafeHull动载荷法》（SH-DLA）提供了一种加强的结构分析基础用来评价结构设计的性能和充分性。SH-DLA的基本要求是，结构的基本初步初步设计应该满足ABS《钢规》中规定的SafeHull标准。DLA分析的结果不能被用于减少从标准构件尺寸要求规则中直接得到的基本构件尺寸（详见《钢规》3-1-2/5.5.5）。然而，如果DLA分析表明需要增加任何基本构件尺寸，那么构件尺寸应该增加到符合DLA的标准才满足。

3 运用

本指南适用于各种尺寸和比例的船舶，包括油船、散货船、集装箱船和液化天然气船。尤其适用于船长超过350米（1148英尺）的集装箱船，船体结构和典型节点应该遵守这本《SafeHull动载荷法》（《钢规》的5C-5-1/1.3.3）的要求。

5 DLA分析的概念和效益

5.1 概念

DLA是一个分析过程，而不是像SafeHull标准一样的逐步设计导向的过程。在结构模型化的程度和加载条件分析两方面来看，DLA分析着重强调分析模型的完整性和真实性。DLA建模和分析过程依赖于从整体或全船模型开始的多级分析。每个上一级的分析结果在被用于确定结构的哪些方面时需要更精细的（更详细）建模和分析，并且局部载荷和lsquo;边界条件rsquo;应施加于更精细的模型上。

DLA分析中的荷载工况应具有下列属性：

  1. 货物装载模式的使用，包括其他荷载成分和能反映用于船舶装载实际货物时的船舶操作吃水（注意，SafeHull中的荷载工况主要包括那些用于生产lsquo;构件尺寸控制rsquo;的情况）。
  2. 承载构件是指用来装配每一个DLA分析的荷载工况的实际构件组合。构件的动态相关方面应被纳入模型中，并且这些动态考虑的构件的组合应被纳入分析方法中。

5.3 效益

DLA分析提供的增强真实性为业主/运营商带来了附加值。其中最重要的是基于上述属性对结构安全性的增强以及更准确的量化。此外，更具体的关于预期结构的性能和特性的知识在更符合实际的评估以及开发检查和维护等方面都非常有用。在讨论提供以后可能需要的钢材更新时，这种分析结果的用处将显而易见。DLA分析带来的潜在价值的效益是它提供了一个全面且具有权威性的结构评估模型，在使用寿命期间发生的结构破坏、修理或修改等紧急情况中可以很方便地使用。

5.5 DLA分析的荷载工况发展

为掌握DLA的性质而必须理解的基本概念，涉及在DLA分析中使用的每个荷载工况的创建。荷载工况包含主要载荷分量，其特征在于控制载荷参数（DLP）和伴随着控制载荷分量的瞬时载荷分量。

载荷分量由动态和静态两部分组成。例如，载荷分量“波浪条件下船体外部的流体压力”具有与动载荷压力分量相结合的静水压分量。静态的载荷分量决定基础。动态部分反映了波浪诱导的运动响应，它是载荷的惯性部分和表示载荷相对于结构轴系的运动位移部分的乘积。

主要载荷参数的实例有“船中部垂向弯曲力矩”和“船艏垂向加速度”。每种船舶类型的DLA分析中的具体控制载荷参数在第2/7节中给出。负载工况下伴随着控制载荷分量的瞬时载荷分量包括内外流体压力和包含结构自重的船体结构重量。

各种载荷分量相结合来组成荷载工况是通过分析每个控制载荷来建立振幅运算因子（RAO）的过程完成的。将考虑了海浪谱的船舶运动分析与控制载荷参数的极值分析结合起来，从而推导出等效设计波。当设计波（由关于所选择的参考位置的波幅、频率、航向和相位角而定义）被施加到结构模型上时，它将模拟控制载荷参数的极值，这时设计波被认为是等效的。推导过程在第4、5、6章中给出。

本指南中，重点介绍了基于耐波性分析的水动力载荷的发展。默认用户具有相应的耐波性和谱分析方面的理论基础和计算工具，用于确定荷载工况所需。

从耐波性分析可以得到，控制载荷分量和伴随着控制载荷分量的其他载荷分量的瞬时量和空间分布。在第6、7、8、9、10章中，为各种其他载荷分量提供了建立这些伴随控制载荷分量的载荷分量的过程。

使用所描述的基本过程，将有许多在DLA分析中包含并适应的其他注意事项和细分。这些包括以下项目：

  1. 船舶在极值波浪中的操作注意事项
  2. 波浪方向
  3. 海浪谱的能量传播
  4. 表征海浪谱的公式
  5. 表征控制载荷参数的超越概率水平

要牢记的是，该过程足以适应这些项目。另外要注意的是，DLA分析也可以用之前描

述的大致相同的方式来考虑，使用由主要应力值和主要应力参数组成的荷载工况，代替控制载荷分量和控制载荷参数。在这种情况下，可以通过分析每个主要应力来建立其应力的振幅运算因子的过程来实现利用应力分量的组合而不是载荷分量的组合来构成荷载工况。这通常需要更广泛的计算来确定在许多动态条件下的应力值，因此超出了本指南的范围。

5.7 通用建模注意事项

一般来说，通过使用足够全面且完整的模型来实现分析目标，将使由使用局部或分段模型产生的不准确和不确定性最小化。这具体意味着在最大的可行范围内，船舶的整体模型应包括整个船体结构。运动分析应考虑六个自由度运动的影响。在水动力和结构模型之间也应存在足够的相容性，从而可以恰当地将动水压力施加到结构模型的有限元网格上。

总体（全局）有限元分析的结果将直接用于所需的分析局部有限元模型的更细的网格上。在较大尺度模型中确定的适当“边界条件”将被施加到局部模型上，以确保各级模型之间适当的结构连续性和荷载传递。

7 注释

SH-DLA符号表示本指南的DLA分析过程的满意度。符号SH-DLA表示：

  1. 该设计基于更明确地考虑作用在结构上的载荷及其动态性质的分析，且
  2. 在任何情况下，提供的设计尺寸都不能小于《钢规》中其他要求所得到的尺寸

在这方面，所有支持数据、分析过程和计算结果应全面记录并提交审查。

9 本指南的范围和综述

本指南提供了要获得可选分类符号SafeHull动载荷法（SH-DLA）的分析过程的说明。重点强调这是动态荷载的确定而不是结构有限元模型分析的过程。这主要是因为结构分析实践已经很好的被设计师们确立和理解，但是动态荷载测定还是一个较不熟悉的主题。因此，对有限元分析过程仅作简单介绍，以备参考和完备。

动载荷法使用明确确定的动态负载，并且分析结果用作增加指出的尺寸的基础，但不允许减小从规则尺寸方程式中直接应用而得到的尺寸。

在本指南的范围以外，由砰击造成的局部冲击压力和总冲击荷载将单独处理，用于船体结构的强度评估。此外，由于甲板上浪引起的上浪载荷将被用来确定艏楼甲板和防波堤的尺寸。为此，所选软件的充分性可能需要满足有关部门的要求。

本指南系统地介绍了载荷制定的假设以及DLA分析中用于响应分析的方法。这些包括以下主题：

  1. 荷载条件的规范
  2. 控制载荷参数的规范
  3. 振幅运算因子和极值
  4. 等效设计波
  5. 波浪诱导载荷分量和荷载工况的组合
  6. 结构有限元模型的开发
  7. 验收标准中使用的许用应力

有关DLA分析过程的原理图，请参见第一章，图1。

虽然DLA原则上可以适用于所有类型的海洋结构物，但本指南的重点是油轮、散货船、集装箱运输船和液化天然气运输船。在其他船舶类型的情况下，客户需要咨询有关部门建立适当的分析参数。这尤其适用于荷载条件和控制控制荷载参数的选择。

图1

DLA分析程序的示意图

非线性耐波性分析？

否

是

第二章 荷载工况

1 概述

动载荷法（DLA）需要使用有限元（FE）结构分析来研究荷载工况的开发。荷载工况主要基于船速（见第2/3节）、荷载条件（见第2/5节）和控制载荷参数（见第2/7节）。

对于每个荷载工况，需要用到有限元结构分析来研究的外加载荷包括每个荷载分量的静态和动态部分。动载荷表示控制载荷和其他伴随载荷同时作用在船体结构上的综合影响，包括了外部的波浪压力、内部的油箱压力、散装货物载荷、集装箱载荷和结构部件和设备上的惯性载荷。在量化动载荷时，考虑海洋条件和航向的范围的影响是很有必要的，因为这将产生船体结构的关键响应。

对于每一个荷载工况，开发的载荷之后都会用有限元分析，以确定船体结构内部的合成应力和其他载荷的影响。

3 航速

一般来说，恶劣的天气可能会使船舶的速度以自愿和非自愿的方式显著降低。在本指南中，对于油轮和散货船的强度评估，在设计波浪条件下，船舶速度假定为零，这与IACS Rec.No.34一致。对于具有较好船体形式的集装箱船和LNG船的强度评估，在设计波形条件下，船舶航速假定为5节。

5 载荷条件

本文中的载荷条件是指用于DLA分析的货物和压载水条件。以下的载荷条件通常由装载手册提供，作为DLA分析中需要考虑的最具代表性的载荷条件的指导原则。

在DLA分析中，其他可能很关键的货物装载条件也应该被考虑到。是否需要考虑其他装载条件或额外的装载条件是由有关部门协商决定的。

5.1 油船

  1. 结构吃水下的均匀满载状态
  2. 部分载荷状态（取满载条件的67%）
  3. 部分载荷状态（取满载条件的50%）
  4. 部分载荷状态（取满载条件的33%）
  5. 标准压载状态

5.3 散货船

  1. 结构吃水下的均匀满载状态
  2. 结构吃水下的交变满载状态
  3. 交变载荷状态（取满载状态的67%）
  4. 重压载状态
  5. 轻压载状态

5.5 集装箱船

  1. 结构吃水下的满载状态
  2. 船中最大静水弯矩时的轻型集装箱满载状态
  3. 最大稳性高时的部分载荷或跳跃载荷状态

5.7 LNG船

  1. 结构吃水下的均匀满载状态
  2. 标准压载状态
  3. 单舱空舱状态
  4. 两相邻舱空舱状态

7 控制载荷参数（DLP）

控制载荷参数（DLP）是指由船舶运动和波浪载荷引起的负荷影响，可能对关键结构构件产生最大的结构响应。船舶的瞬时响应可以通过几个控制载荷参数之一来判断。将这些参数最大化，用以建立DLA分析的荷载工况。

在DLA分析中，也可以考虑其他可能被认为起关键作用的控制载荷参数。是否需要考虑其他的控制载荷参数或另外的控制载荷参数是由有关部门协商决定的。

7.1 油船

以下五个控制载荷参数已经被确定为建立油船的荷载工况的必要条件：

7.1.1 最大垂向弯矩

  • 船中部的垂向弯矩，（ ）中拱（详见第二章，图1）
  • 船中部的垂向弯矩，（-）中垂

这里的控制荷载参数是指相对于中性轴计算的船中部的最大波浪垂向弯矩。

图1

正垂向弯矩

7.1.2 最大垂向剪力

  • 垂向剪力，（ ）正面向上的剪切力（详见第二章，图2）
  • 垂向剪力，（-）正面向下的剪切力

这里的控制载荷参数指在两个位置（船长的1/4、3/4处）处的最大波浪垂向剪力。

图2

正垂向剪力

7.1.3 最大垂向加速度

  • 艏垂线处的垂向加速度，（ ）向上
  • 艏垂线处的垂向加速度，（-）向下

这里的控制载荷参数是指在船首处的最大垂向加速度。垂向加速度的参考点可以取自船艏液舱顶部的中心或拐角。作为简化的替代方案，除非另有说明，否则参考点可以取在艏垂线、船体中心线与水线的交点处。

7.1.4 最大横向加速度

  • 船艏处横向加速度，（ ）朝向左舷
  • 船艏处横向加速度，（-）朝向右舷

这里的控制载荷参数是指船艏处的最大横向加速度。横向加速度可以取与垂向加速度相同的参

全文共12065字，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

资料编号：[143575]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word

原文和译文剩余内容已隐藏，您需要先支付 30元 才能查看原文和译文全部内容！立即支付

以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。

您可能感兴趣的文章