經典案例
  • 有限元分析在機械產品設計的應用
  • 汽車轉向機構有限元分析與優化
  • 風力發電機主軸結構強度分析
  • 發動機連桿的強度分析與結構優化
  • 車輛傳動軸的強度分析與方案改進
  • 摩托車車架的剛度及強度分析
  • 注塑模具機構強度分析及結構優化
  • 變速箱軸鍵強度校核及結構改進
  • 挖掘機鏟斗有限元計算和強度分析

中國海監船錨機基座的強度有限元分析

發布于:2022-05-25 19:24
有限元分析

      隨著船舶安全性要求的不斷提高,船舶系泊設備的強度問題越來越引人關注,系泊設備加強結構損壞,嚴重影響船舶的經濟性和安全性。事實證明,系泊設備加強結構的損壞在很多情況下與對加強結構強度考慮不周有關,需要進行詳細的有限元分析。
      3000噸級中國海監船主要使命是對我國管轄海域的大陸架和專屬經濟區進行維權巡航,保障我國的海洋權益,其安全性十分重要。CCS規范對船長超過80 m的船舶錨機基座強度有明確的規定。本文采用有限元計算方法對錨機基座及加強結構強度進行計算,根據CCS規范相關要求對計算結果進行校核。在計算中對兩種不同加載方式下計算的結果進行比較,另外還計算了加強肘板離螺栓孔距離的大小對計算結果的影響。
      由于錨機基座結構型式不規則,采用簡化的梁理論進行計算十分困難,隨著有限元計算方法在工程領域的廣泛應用,用有限元方法計算船舶局部強度已經非常普遍。本文采用有限元方法對錨機基座及其加強結構進行強度校核。
      模型范圍以錨機基座為中心,橫向至兩舷外板,縱向向尾至11g姆橫艙壁,向首至134銀構件,垂向至下一層甲板。本模型共有2635個節點,3997個單元。邊界條件采用自由支持,約束施加在舷側和錨鏈艙與下層甲板相交處及兩端的強支撐構件上。
      三維有限元模型包括甲板、基座、艙壁等。所有板構件均以板殼單元來模擬,船體結構的強構件縱析、強橫梁的腹板用板殼單元模擬,面板用梁單元模擬,縱骨、加強筋、艙壁扶強材等用空間偏心梁單元模擬;姘、腹板和肘板采用板殼單元模擬。
      本船系泊絞車和錨機為整體式,帶摯鏈器,左右兩舷系泊絞車和錨機通過公共底座與錨機基座連接。根據規范要求,需要校核甲板上浪工況和錨鏈破斷工況。
      采用主從節點連接錨機形心與各個螺栓,直接將載荷施加于錨機形心處。
      另外,在計算過程中發現加強肘板離螺栓的距離對計算結果的影響很大,在加載方式一中補充計算了加強肘板離螺栓位置由原計算模型42~移動至90~處的情況。
      比較結果1和結果2發現:按照規范要求的方法將載荷分配到螺栓,計算得出的應力值比采用主從節點直接將載荷加至設備形心處;且觀察兩種方式下的應力云圖,發現結果1應力分布均勻,結果2螺栓處局部應力大,其余區域應力小。建議在計算中對模型施加載荷采用方式一,得出的結果可信度較高。比較結果3和結果1可見,移動加強肘板遠離螺栓孔嘎座端部的一個螺栓孔的距離使得應力值迅速提高,故在設計中肘板離螺栓孔的位置在保證安裝的情況下不宜過遠。結果1為最終采用的計算結果,計算結果滿足要求。
      通過對本船錨機基座強度有限元計算結果的比較,發現在采用主從節點的加載方式下會導致加載節點處應力失真,不能較好地模擬構件的真實受力情況,因此在計算中應盡可能將力分解后加載。用有限元方法對其他局部構件進行強度分析時,由于規范未給出分解載荷的簡化方法,因此只能采用主從節點的加載方式。為避免應力值過度失真,建議在校核部位上模擬一段設備基座后加載。


                                                                                專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
                                                                                                                                                      杭州那泰科技有限公司
                                                                              本文出自杭州那泰科技有限公司www.mezzocoronaexpo.com,轉載請注明出處和相關鏈接!

tag標簽:
------分隔線----------------------------
------分隔線----------------------------
2021韩国三级午夜理论