应急发电机室强度计算
摘 要摘 要随着SOLAS 公约的生效，近年来航行于国际航线上的船舶，特别是公约生效后建造的船舶，很多都安装了应急发电机。对一般船舶来说，应急发电机就是船舶的第二心脏，是瘫船启动必备的重要设备，对船舶的安全运行所起的重要作用是毋庸置疑的。应急发电机是在应急状态下使用的设备，其状态的好坏是至关重要的。为使应急发电机组始终处于良好的工作状态，应急发电机室内的设备必须合理的布置。只有这样，才能在突发事故出现时，使应急发电机组能够及时顺利地投入运转。本课题主要研究的是应急发电机室的强度计算，探索在某一特定条件下，做一个实例应急发电机室的强度校核。在整个课题研究过程中，学习使用了FEMAP结构分析软件，并通过该软件建模，运用有限元分析法完成后续的强度计算，确定最终的布置图。关键词：应急发电机室；强度计算；FEMAP；有限元目 录
第一章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 自升式平台的发展 1
1.3 海工市场未来发展 2
1.4 本文主要内容 3
1.5 本章小结 3
第二章 ABS设计要求和规范 4
2.1 甲板 4
2.1.1 上层建筑 4
2.1.2 甲板室 4
2.2 肋骨 4
2.3 连续性 5
2.4 外部舱壁 5
2.5电镀 5
2.5.1 对所有的船 5
2.5.2 最小厚度 5
2.5.3 加强筋（2012年7月1号） 6
2.6 尾部附件 7
2.7 甲板台阶 8
2.8 型材选择 9
2.9 本章小结 11
第三章 SOLAS公约要求 12
3.1 应急发电机室的设置原则 12
3.1.1 应急发电机室的布置 12
3.1.2 应急发电机组的布置 12
3.1.3 应急配电板的布置 13
3.1.4 应急日用油柜的布置 13
3.1.5 其他设备的布置 13
3.2 应急发电机室防火要求 13
3.2.1 应急发电机燃油柜
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
3.1 应急发电机室的设置原则 12
3.1.1 应急发电机室的布置 12
3.1.2 应急发电机组的布置 12
3.1.3 应急配电板的布置 13
3.1.4 应急日用油柜的布置 13
3.1.5 其他设备的布置 13
3.2 应急发电机室防火要求 13
3.2.1 应急发电机燃油柜速闭阀布置 14
3.2.2 应急发电机高压燃油套管及保护布置 14
3.2.3 应急发电机间防火分隔布置 14
3.2.4 应急发电机间火灾报警系统布置 15
3.3 本章小结 15
第四章 有限元法 16
4.1 有限元分析概念 16
4.2 船舶有限元应用 17
4.3 有限元法的收敛性 18
4.4 本章小结 19
第五章 模型分析 20
5.1 FEMAP软件简介 20
5.2 FEMAP功能介绍 21
5.2.1 导入或创建几何模型 21
5.2.2 创建有限元模型 21
5.2.3 检查模型 22
5.2.4 分析模型 22
5.2.5 对结果进行后处理 22
5.2.6 编制结果文档 23
5.3 FEMAP建模过程 23
5.4 FEMAP模型分析 29
5.5 本章小结 32
结论 33
致谢 34
参考文献 35
第一章 绪论
1.1 研究背景
21世纪是一个充满挑战和困难的世纪。一方面，陆地资源在经过人类多年的开采和利用后已逐渐枯竭；另一方面，人类也已寻找到另一块充满大量资源的宝库——海洋。所以说，21世纪是海洋世纪。海洋里蕴藏着无穷无尽的资源，是人类未来可持续发展的财富，如何充分开采并利用好海洋资源已显得至关重要。谈到海洋，自然想到船舶是一个必不可少的工具，征服海洋不得不说船舶。所以，发展海洋工程与船舶工程已是一个必然趋势，并且发展速度的快慢决定着我国经济的前进快慢。
当今世界各国都已充分认识到海洋的重要性，从我国南海钓鱼岛事件上便可窥见一斑。当今，世界经济正沿着以下态势发展：一是世界海洋经济逐年稳定增长；二是沿海国家竞相制定海洋经济发展战略。
要想征服海洋，就必须有船，同时若想开采海底各种资源，则必须要有海洋平台。无论是船舶还是平台，都离不开电力的支持。在广阔无垠的海洋上，一切都是未知的。要想做到危险来临时还能临危不乱，则必须未雨绸缪。船舶或者平台一旦失去了电力的支持，则会面临着很大的瘫痪危险，所以必须要有应急发电机以备不时之需。主发电机无法工作时，必然受到了很大的外部冲击，此时应急发电机室的强度和结构则显得尤为重要，必须要在巨大的外部压力下依然能够维持设备的正常运行，方能化险为夷。
1.2 自升式平台的发展
在自升式平台发展的早期阶段，美国人对此作出了特别重大的贡献。早在18世纪60年代，自升式钻井平台的专利就已被美国人Samuel Lewis所获得。但是中间的发展却是比较坎坷。直到一个世纪之后，世界上第一座自升式钻井平台“德隆1 号”才正式与大众见面。受此影响，R.G .LeTourneau设计的第一座三腿自升式钻井平台“天蝎号” 终于可以投付使用。这便是世界上最早的自升式钻井平台的前身。
当前的深水自升式钻井平台由采用齿条锁定系统和采用齿轮齿条升降装置两类所组成。这两者的特点都是减小波浪载荷皆采用三桩腿型式。齿条锁定系统可以说是海工领域一项特别重大的发明，它所提供的强大的竖向固桩刚度与载荷支持能力使得绝大部分的桩腿弯距由齿条锁定系统传至主弦管形成的轴向力力偶所平衡，因此可以减少支撑管的轴压力，受此影响，水阻力的降低，工作水深的增加便变的轻而易举，自升式平台得以进入环境更恶劣的海域工作，发明齿条锁定系统的美国F&G 公司也深深的印刻在世人的脑海里。
因为齿轮齿条升降装置的竖向固桩刚度与载荷支持能力有限,一大部分的桩腿弯距由顶部固桩板与底部固桩板形成的力偶所平衡。顶部至底部固桩板范围内是高剪力区,在此区域的支撑管产生较大轴压力。设计采用叠代法,初选主弦管与支撑管尺寸与厚度,计算水阻力与环境载荷,进行内力分析和杆件强度与稳定校核。如不满足,继续增加管子尺寸与厚度,直到杆件强度与稳定校核通过为止。
靠着世人半个多世纪的不断努力，自升式钻井平台的发展取得了长足的进步，特别是在工作水深，抗风暴侵袭能力，可变载荷，钻井能力和操作性能等方面取得了长远的进步。它的用途也得到了多方面的增加，钻井已不是其唯一的职能，举个例子，安装导管架平台和上部模块，安装岸外风力发电机、河口导堤建设的抛石和整平工作等等。通过多次的实际工作情况，人们
第一章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 自升式平台的发展 1
1.3 海工市场未来发展 2
1.4 本文主要内容 3
1.5 本章小结 3
第二章 ABS设计要求和规范 4
2.1 甲板 4
2.1.1 上层建筑 4
2.1.2 甲板室 4
2.2 肋骨 4
2.3 连续性 5
2.4 外部舱壁 5
2.5电镀 5
2.5.1 对所有的船 5
2.5.2 最小厚度 5
2.5.3 加强筋（2012年7月1号） 6
2.6 尾部附件 7
2.7 甲板台阶 8
2.8 型材选择 9
2.9 本章小结 11
第三章 SOLAS公约要求 12
3.1 应急发电机室的设置原则 12
3.1.1 应急发电机室的布置 12
3.1.2 应急发电机组的布置 12
3.1.3 应急配电板的布置 13
3.1.4 应急日用油柜的布置 13
3.1.5 其他设备的布置 13
3.2 应急发电机室防火要求 13
3.2.1 应急发电机燃油柜
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
3.1 应急发电机室的设置原则 12
3.1.1 应急发电机室的布置 12
3.1.2 应急发电机组的布置 12
3.1.3 应急配电板的布置 13
3.1.4 应急日用油柜的布置 13
3.1.5 其他设备的布置 13
3.2 应急发电机室防火要求 13
3.2.1 应急发电机燃油柜速闭阀布置 14
3.2.2 应急发电机高压燃油套管及保护布置 14
3.2.3 应急发电机间防火分隔布置 14
3.2.4 应急发电机间火灾报警系统布置 15
3.3 本章小结 15
第四章 有限元法 16
4.1 有限元分析概念 16
4.2 船舶有限元应用 17
4.3 有限元法的收敛性 18
4.4 本章小结 19
第五章 模型分析 20
5.1 FEMAP软件简介 20
5.2 FEMAP功能介绍 21
5.2.1 导入或创建几何模型 21
5.2.2 创建有限元模型 21
5.2.3 检查模型 22
5.2.4 分析模型 22
5.2.5 对结果进行后处理 22
5.2.6 编制结果文档 23
5.3 FEMAP建模过程 23
5.4 FEMAP模型分析 29
5.5 本章小结 32
结论 33
致谢 34
参考文献 35
第一章 绪论
1.1 研究背景
21世纪是一个充满挑战和困难的世纪。一方面，陆地资源在经过人类多年的开采和利用后已逐渐枯竭；另一方面，人类也已寻找到另一块充满大量资源的宝库——海洋。所以说，21世纪是海洋世纪。海洋里蕴藏着无穷无尽的资源，是人类未来可持续发展的财富，如何充分开采并利用好海洋资源已显得至关重要。谈到海洋，自然想到船舶是一个必不可少的工具，征服海洋不得不说船舶。所以，发展海洋工程与船舶工程已是一个必然趋势，并且发展速度的快慢决定着我国经济的前进快慢。
当今世界各国都已充分认识到海洋的重要性，从我国南海钓鱼岛事件上便可窥见一斑。当今，世界经济正沿着以下态势发展：一是世界海洋经济逐年稳定增长；二是沿海国家竞相制定海洋经济发展战略。
要想征服海洋，就必须有船，同时若想开采海底各种资源，则必须要有海洋平台。无论是船舶还是平台，都离不开电力的支持。在广阔无垠的海洋上，一切都是未知的。要想做到危险来临时还能临危不乱，则必须未雨绸缪。船舶或者平台一旦失去了电力的支持，则会面临着很大的瘫痪危险，所以必须要有应急发电机以备不时之需。主发电机无法工作时，必然受到了很大的外部冲击，此时应急发电机室的强度和结构则显得尤为重要，必须要在巨大的外部压力下依然能够维持设备的正常运行，方能化险为夷。
1.2 自升式平台的发展
在自升式平台发展的早期阶段，美国人对此作出了特别重大的贡献。早在18世纪60年代，自升式钻井平台的专利就已被美国人Samuel Lewis所获得。但是中间的发展却是比较坎坷。直到一个世纪之后，世界上第一座自升式钻井平台“德隆1 号”才正式与大众见面。受此影响，R.G .LeTourneau设计的第一座三腿自升式钻井平台“天蝎号” 终于可以投付使用。这便是世界上最早的自升式钻井平台的前身。
当前的深水自升式钻井平台由采用齿条锁定系统和采用齿轮齿条升降装置两类所组成。这两者的特点都是减小波浪载荷皆采用三桩腿型式。齿条锁定系统可以说是海工领域一项特别重大的发明，它所提供的强大的竖向固桩刚度与载荷支持能力使得绝大部分的桩腿弯距由齿条锁定系统传至主弦管形成的轴向力力偶所平衡，因此可以减少支撑管的轴压力，受此影响，水阻力的降低，工作水深的增加便变的轻而易举，自升式平台得以进入环境更恶劣的海域工作，发明齿条锁定系统的美国F&G 公司也深深的印刻在世人的脑海里。
因为齿轮齿条升降装置的竖向固桩刚度与载荷支持能力有限,一大部分的桩腿弯距由顶部固桩板与底部固桩板形成的力偶所平衡。顶部至底部固桩板范围内是高剪力区,在此区域的支撑管产生较大轴压力。设计采用叠代法,初选主弦管与支撑管尺寸与厚度,计算水阻力与环境载荷,进行内力分析和杆件强度与稳定校核。如不满足,继续增加管子尺寸与厚度,直到杆件强度与稳定校核通过为止。
靠着世人半个多世纪的不断努力，自升式钻井平台的发展取得了长足的进步，特别是在工作水深，抗风暴侵袭能力，可变载荷，钻井能力和操作性能等方面取得了长远的进步。它的用途也得到了多方面的增加，钻井已不是其唯一的职能，举个例子，安装导管架平台和上部模块，安装岸外风力发电机、河口导堤建设的抛石和整平工作等等。通过多次的实际工作情况，人们
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