vlcc上层建筑分段整体吊装强度有限元分析
摘 要摘 要 船舶上层建筑分段整体吊装就是将船舶的上层建筑以一个总段的形式划分出来，在主船体建造的同时一同作业，采用整体起吊再移送到船台或码头进行安装的一种工艺，极大的提高船舶预舾装率和劳动生产效率，对降低短造船周期，减少船舶建造成本等起到非常大的推动效果。目前许多造船企业需要解决的一个重要的的问题就是如何在不断提高船舶上层建筑整体吊装技术的基础上，减小因为上层建筑整体吊装这个原因所产生的船舶上层建筑结构的变形。 本文以上层建筑分段整体吊装作为研究对象，通过查找文献，再对上层建筑分段整体吊装的过程设计出可行的吊装方案，应用MSC/PATRAN和MSC/NASTRAN一类的有限元软件，建立VLCC上层建筑的有限元模型，并对模型进行网格划分。由于所要研究的对象的不同，根据要求分为两种工况，首先是对VLCC的上层建筑整体结构进行加载、约束处理、仿真计算、强度分析，再对B.Deck和NAV.Deck上的吊排结构进行分析，分析与研究计算的结果，对VLCC船舶的上层建筑整体吊装时的结构强度特点进行总结分析，并进一步对船舶上层建筑整体吊装提出改进措施。关键词：上层建筑，吊装，有限元，强度分析目 录
第一章 绪 论 1
1.1超大型油轮的发展概况 1
1.2选题背景 1
1.3本课题研究的目的和意义 2
1.4国内外研究现状和方法 3
1.5本文主要研究的内容 4
第二章有限元理论基本思路及其在VLCC上层建筑整体吊装中的应用 5
2.1有限元方法的应用及发展 5
2.1.1有限元方法与理论的应用状况 5
2.1.2有限元方法与理论的发展情况 6
2.2有限元方法的实施过程 6
2.3有限元方法在船舶结构中的应用及发展 7
2.3.1有限元方法在船舶结构中的应用和发展 7
2.3.2有限元方法在船舶结构中的最新发展 7
2.4有限元方法在上层建筑整体吊装中的应用 8
2.5有关有限元MSC/PATRAN&MSC/NASTRAN软件介绍 8
2.6本章小结 9
第三章297000DWTVLCC上层建筑分段整体吊装
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
结构中的应用及发展 7
2.3.1有限元方法在船舶结构中的应用和发展 7
2.3.2有限元方法在船舶结构中的最新发展 7
2.4有限元方法在上层建筑整体吊装中的应用 8
2.5有关有限元MSC/PATRAN&MSC/NASTRAN软件介绍 8
2.6本章小结 9
第三章297000DWTVLCC上层建筑分段整体吊装强度有限元分析 10
3.1 VLCC上层建筑基本资料及有限元模型 10
3.1.1VLCC上层建筑基本资料 10
3.1.2VLCC上层建筑有限元模 10
3.1.2.1 VLCC上层建筑有限元模型 10
3.1.2.2 VLCC上层建筑结构的质量模型 16
3.2 VLCC上层建筑整体吊装强度有限元分析 17
3.2.1VLCC上层建筑有吊装强度有限元计算简介 17
3.2.2VLCC上层建筑结构及吊排应力变形分析 17
3.2.3VLCC上层建筑结构应力变形情况汇总 18
3.2.3.1工况一的分析结果 18
3.2.3.2工况二的分析结果 33
3.2.4本章小结 39
结 论 40
致 谢 41
参考文献 42
第一章 绪 论
1.1超大型油轮的发展概况
超大型油轮的英文简称是VLCC（），油船的载重吨在一般在万吨之间，装运量等于200万桶原油。20世纪60年代到70年代，半随着世界经济不断的平稳发展，人们开始看重重化工业的发展，世界能源结构发生历史性的变化，主要能源逐渐的从使用煤炭转变为使用石油，导致全球石油的需求量得到快速增长，而且又因为当时原油的价格十分低廉，在1970年原油价格仅有2美元/桶，当时西方工业国家对石油的需求量非常大，这更加有力的拉动了海上运输石油的分量。由于中东战争在1967年期间爆发，迫使当地政府关闭苏伊士运河，使得中东大量的石油向外输出不仅必须绕过位于非洲南端的好望角，而且还要经过大西洋才能到达北美地区或着通过地中海到达西欧的一些国家。由于中东战争的爆发导致石油运送距离的明显增加，为使得单船单航次可运输的原油量越多降低单位成本，运输船舶的在数量、主尺度、船舶的吨位上面必须得到提高，当时西方各国为降低运输成本开始竞相建造超大型油船。20世纪70年代油船的载重吨位不同寻常地膨胀起来。1966年，日本建造出载重吨为20.9万吨的单壳体原油船“出光”号，是当时世界上造出的最大的油船，载重吨超越了20万的临界值，刷新了人类船舶史的新记录。由于技术的不断发展、时代不断的进步，船舶大型化已经成为必然的发展方向。许多年以前，在人们眼中万吨级别的船就已经是“万吨巨轮”了，但是如今很多大型船厂都有能力建造三十万吨级别的大型船舶的船坞，工欲善其事，必先利其器。拥有了三十万吨级的大船坞，建造大型油船将变得非常容易。中国的建造超大型油轮的能力也已经得到显著的提升，其中2009年10月左右在广州龙穴造船基地完工交付超大型油轮(VLCC)，这是中国第一艘完全自主研发和建造的超大型油轮，由此以后随着技术的不断熟练，国内船厂有关超大型油轮的订单接踵而来。
1.2选题背景
近几年，我国船舶的建造规模、设施、能力和技术水平等多方面在近几年来都得到大幅度的提升。为了有效的缩短造船的周期，就必须在预定期间内高效率、高质量的完成对新船舶的建造，造船工艺、技术在不断的得到更新发展，新的工艺和技术运用到实践中。在上层建筑结构整体吊装模块中运用新的工艺和技术，在大幅度缩短船舶建造过程周期的同时也使得造船的成本得到大幅度降低。目前船舶的上层建筑通常由五层到六层的甲板及内外舱壁组成，每一层的甲板和该甲板下面的舱壁组建成一个或者二个分段，再考虑上层建筑中烟囱等分段，总共有个分段。分段建造为主是以往建造船舶的主要方式，分别将各个分段吊装到船台上再进行合拢，在船台上的建造周期较长，同时由于都吊装到船台上，船尾位置所在的船台区域承受的压力大，上层建筑中包括许多舾装、电装件和管装等器件，船舶下水后又要对再对其进行舾装和内装。上层建筑中生活设施很多，装修居住舱室需要花费较长时间。
船舶的整个建造过程中的有一项领先的工艺就是对船舶的上层建筑进行整体吊装，同时这项工艺又是推进造船生产计划向更深的程度发展认识的内容之一。要缩短制造船舶的周期，要达成壳舾装涂装一体化，对上层建筑实行整体吊装是必不可少的一个过程。从目前形势来看，大多船厂都在运用整体吊装的技术，但是目前许多造船企业需要解决的一个重要的的问题就是如何在不断提高船舶上层建筑整体吊装技术的基础上，减小因为上层建筑整体吊装这个原因所产生的船舶上层建筑结构的变形。
1.3本课题研究的目的和意义
随着国际造船行业竞争的日益增强，制造船舶速度的加快，只有不断提高建设速度和增加造船产量，缩短制造船舶的周期，才能达到提高制造船舶效率的目的。作为现代造船大国，要提升造船的速度，主要就是要保证并增进分段预装的完整性，提高中间产品的出品率。船舶上层建筑作为船舶建筑结构中完全独立的结构模块，保证结构的完整性和成品化，对缩小码头作业周期会起到很好的效果。为了提升我国船舶制造业的国际竞争力就务必提高生产效率减少对劳动力成本低的优势的过度依赖，优秀的造船形式和创新的造船工艺是完成高效生产的重要因素。各大船厂渐渐认为如何确保船舶上层建筑预舾装的完整性和如何进行上
第一章 绪 论 1
1.1超大型油轮的发展概况 1
1.2选题背景 1
1.3本课题研究的目的和意义 2
1.4国内外研究现状和方法 3
1.5本文主要研究的内容 4
第二章有限元理论基本思路及其在VLCC上层建筑整体吊装中的应用 5
2.1有限元方法的应用及发展 5
2.1.1有限元方法与理论的应用状况 5
2.1.2有限元方法与理论的发展情况 6
2.2有限元方法的实施过程 6
2.3有限元方法在船舶结构中的应用及发展 7
2.3.1有限元方法在船舶结构中的应用和发展 7
2.3.2有限元方法在船舶结构中的最新发展 7
2.4有限元方法在上层建筑整体吊装中的应用 8
2.5有关有限元MSC/PATRAN&MSC/NASTRAN软件介绍 8
2.6本章小结 9
第三章297000DWTVLCC上层建筑分段整体吊装
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
结构中的应用及发展 7
2.3.1有限元方法在船舶结构中的应用和发展 7
2.3.2有限元方法在船舶结构中的最新发展 7
2.4有限元方法在上层建筑整体吊装中的应用 8
2.5有关有限元MSC/PATRAN&MSC/NASTRAN软件介绍 8
2.6本章小结 9
第三章297000DWTVLCC上层建筑分段整体吊装强度有限元分析 10
3.1 VLCC上层建筑基本资料及有限元模型 10
3.1.1VLCC上层建筑基本资料 10
3.1.2VLCC上层建筑有限元模 10
3.1.2.1 VLCC上层建筑有限元模型 10
3.1.2.2 VLCC上层建筑结构的质量模型 16
3.2 VLCC上层建筑整体吊装强度有限元分析 17
3.2.1VLCC上层建筑有吊装强度有限元计算简介 17
3.2.2VLCC上层建筑结构及吊排应力变形分析 17
3.2.3VLCC上层建筑结构应力变形情况汇总 18
3.2.3.1工况一的分析结果 18
3.2.3.2工况二的分析结果 33
3.2.4本章小结 39
结 论 40
致 谢 41
参考文献 42
第一章 绪 论
1.1超大型油轮的发展概况
超大型油轮的英文简称是VLCC（），油船的载重吨在一般在万吨之间，装运量等于200万桶原油。20世纪60年代到70年代，半随着世界经济不断的平稳发展，人们开始看重重化工业的发展，世界能源结构发生历史性的变化，主要能源逐渐的从使用煤炭转变为使用石油，导致全球石油的需求量得到快速增长，而且又因为当时原油的价格十分低廉，在1970年原油价格仅有2美元/桶，当时西方工业国家对石油的需求量非常大，这更加有力的拉动了海上运输石油的分量。由于中东战争在1967年期间爆发，迫使当地政府关闭苏伊士运河，使得中东大量的石油向外输出不仅必须绕过位于非洲南端的好望角，而且还要经过大西洋才能到达北美地区或着通过地中海到达西欧的一些国家。由于中东战争的爆发导致石油运送距离的明显增加，为使得单船单航次可运输的原油量越多降低单位成本，运输船舶的在数量、主尺度、船舶的吨位上面必须得到提高，当时西方各国为降低运输成本开始竞相建造超大型油船。20世纪70年代油船的载重吨位不同寻常地膨胀起来。1966年，日本建造出载重吨为20.9万吨的单壳体原油船“出光”号，是当时世界上造出的最大的油船，载重吨超越了20万的临界值，刷新了人类船舶史的新记录。由于技术的不断发展、时代不断的进步，船舶大型化已经成为必然的发展方向。许多年以前，在人们眼中万吨级别的船就已经是“万吨巨轮”了，但是如今很多大型船厂都有能力建造三十万吨级别的大型船舶的船坞，工欲善其事，必先利其器。拥有了三十万吨级的大船坞，建造大型油船将变得非常容易。中国的建造超大型油轮的能力也已经得到显著的提升，其中2009年10月左右在广州龙穴造船基地完工交付超大型油轮(VLCC)，这是中国第一艘完全自主研发和建造的超大型油轮，由此以后随着技术的不断熟练，国内船厂有关超大型油轮的订单接踵而来。
1.2选题背景
近几年，我国船舶的建造规模、设施、能力和技术水平等多方面在近几年来都得到大幅度的提升。为了有效的缩短造船的周期，就必须在预定期间内高效率、高质量的完成对新船舶的建造，造船工艺、技术在不断的得到更新发展，新的工艺和技术运用到实践中。在上层建筑结构整体吊装模块中运用新的工艺和技术，在大幅度缩短船舶建造过程周期的同时也使得造船的成本得到大幅度降低。目前船舶的上层建筑通常由五层到六层的甲板及内外舱壁组成，每一层的甲板和该甲板下面的舱壁组建成一个或者二个分段，再考虑上层建筑中烟囱等分段，总共有个分段。分段建造为主是以往建造船舶的主要方式，分别将各个分段吊装到船台上再进行合拢，在船台上的建造周期较长，同时由于都吊装到船台上，船尾位置所在的船台区域承受的压力大，上层建筑中包括许多舾装、电装件和管装等器件，船舶下水后又要对再对其进行舾装和内装。上层建筑中生活设施很多，装修居住舱室需要花费较长时间。
船舶的整个建造过程中的有一项领先的工艺就是对船舶的上层建筑进行整体吊装，同时这项工艺又是推进造船生产计划向更深的程度发展认识的内容之一。要缩短制造船舶的周期，要达成壳舾装涂装一体化，对上层建筑实行整体吊装是必不可少的一个过程。从目前形势来看，大多船厂都在运用整体吊装的技术，但是目前许多造船企业需要解决的一个重要的的问题就是如何在不断提高船舶上层建筑整体吊装技术的基础上，减小因为上层建筑整体吊装这个原因所产生的船舶上层建筑结构的变形。
1.3本课题研究的目的和意义
随着国际造船行业竞争的日益增强，制造船舶速度的加快，只有不断提高建设速度和增加造船产量，缩短制造船舶的周期，才能达到提高制造船舶效率的目的。作为现代造船大国，要提升造船的速度，主要就是要保证并增进分段预装的完整性，提高中间产品的出品率。船舶上层建筑作为船舶建筑结构中完全独立的结构模块，保证结构的完整性和成品化，对缩小码头作业周期会起到很好的效果。为了提升我国船舶制造业的国际竞争力就务必提高生产效率减少对劳动力成本低的优势的过度依赖，优秀的造船形式和创新的造船工艺是完成高效生产的重要因素。各大船厂渐渐认为如何确保船舶上层建筑预舾装的完整性和如何进行上
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jtgc/cbyhy/316.html
