绞吸式挖泥船波浪载荷及横向强度直接计算.pdf

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1、第46卷第2期船海工程Vol.46No.22017年4月SHIP&OCEANENGINEERINGApr.2017D01：10.3963/j.issn.1671-7953.2017.02.006绞吸式挖泥船波浪载荷及横向强度直接计算余玮(中国船级社上海分社，上海200135)摘要:为了优化绞吸式挖泥船船型的设计，提高绞吸式挖泥船的设计质量和效率，以一艘124m绞吸式挖泥船为研究对象，根据三维势流理论，采用SESAM软件系统对其波浪载荷进行直接计算，并与中国船级社《国内航行海船建造规范》（以下简称“规范

2、”）的计算值进行比较;采用MSC.patmn/mstmn软件进行泥舱横向强度有限元直接计算分析，对横向强度进行校核，确认合理的符合绞吸式挖泥船船型特点的波浪载荷、关键结构控制区域以及装载工况，为优化设计、提高设计质量和效率提供依据。关键词:绞吸式挖泥船;波浪载荷;横向强度中图分类号:U661.43文献标志码:A文章编号=1671-7953(2017)02-0026^04绞吸式挖泥船装有泥泵和吸泥装置，挖泥时其他船将泥舱中的泥从本船中排出。本船为单甲通过旋转绞刀将河底泥沙进行切割和搅动，再用板、双层底、

3、双机、双桨、艉机型船，包括艉尖舱舱泥泵将泥浆从泥管吸入，经过排泥管输送到泥沙壁和防撞舱壁在内，全船共有5道水密横舱壁。物理堆积场。它的挖泥、运泥、卸泥等工作过程，泥舱长度50.4m。泥舱区域主甲板、外板、泥舱可以一次连续完成，是一种效率高、成本低、性能平台甲板均为纵骨架式，机舱区域、首部区域、上良好的水下挖掘机械，在目前疏浚工程中有着广建及甲板室区域为横骨架式；泥舱区域、泵舱区泛的应用[1]。域、机舱区域设置双层底，其他区域为单层底。绞吸式挖泥船有着不同于常规船型的结构特2船型资料及计算工况点[2]。

4、其作为工程船的特殊性，首尾均有很大的开槽来设置桥架和台车，主甲板上的大开口以及2.1船型资料放置在船体上的复杂工程设备都使其在结构强度目标船的主要船型参数如表1。和变形等问题上不同于常规的船舶。其尺度范围表1主要参数也常常超出规范的范围，不能直接采用规范公式总长/m123.70垂线间长/m118.80计算波浪载荷和进行强度校核。水线长/m121.00本文以一艘124m绞吸式挖泥船为研究对型宽/m20.60象，根据三维势流理论采用SESAM软件系统对其型深/m7.20波浪载荷进行直接计算研究，并与规范计

5、算值进设计/结构吃水/m5.00行比较;采用MSC.patran/nastran软件进行横向方形系数0.8299强度有限元直接计算，给出此类船型的横向强度航区沿海及内河A/B校核方法。2.2计算工况1根据装载手册，计算工况选取挖泥船的典型船型特点工况，即装载至最深挖泥吃水的满载工况以及压本船为自航吸泥船，主要功能为先在某一指载调遣工况，其中满载工况根据泥浆密度不同，装定地点从海底吸泥，然后装载至另一指定地点，由载水平也不同。该算例中，满载工况选取密度最大时的装载水平。主要参数见表2。收稿日期=2016

6、-09-273波浪载荷直接计算修回日期=2016-10-29第_作者:余玮（1961—），男，学士，高级工程师3.1三维水动力计算模型研究方向：船舶结构建造检验、船舶结构设计采用SESAM软件系统中的geniE模块建立262017年船海工程余玮:绞吸式挖泥船波浪载荷及横向强度直接计算第2期第46卷r表2装载状态主要参数日rXlO7.N)/一浪向0°排水量排水量平均型排水量一浪向30。谀淤裝袅侄工况装载状态重心纵向重心垂向吃水―浪向60。/tt浪向90°位置/m筒度/m/m——浪向120°LC01泥舱满

7、载10449.4-1.289774.2104.896——浪向150°——浪向180°LC02泥舱无泥5602.20.809903.5122.874■.20.40.60.81.01.21.41.61.8船体湿表面模型（panelmodel)和质量模型（mass角频率/(rad•s^model)，湿表面模型和质量模型构成了HydroD中2L/2截面垂向波浪弯矩（满载)(II的水动力计算模型[34]:e通过调整浮态使得水动日■X10'广、.M力计算模型中的排水量和艏艉吃水与实船装载状——浪向0。)/_浪向3

8、0°谀舻装砮运賺-//m态一致。沿船长方向从艉垂线到艏垂线，每间隔ifiv\一浪向60°_浪向90°-!//7.92m取一个计算截面，共16个计算截面。水——浪向120°——浪向150°动力模型见图1。——浪向180°120.40.60.81.01.21.41.61.8角频率Arad*s1)图3L/2截面垂向波浪弯矩（压载）+£/4截面浪向0°^^*11/4蠢面浪向30°r日一"4截面浪向60°图1HydroD中水动力计算模型.5/一Z/4截面浪向9