散货船属于巴拿马型散货船，根据巴拿马运河当局的规定，船长不能超过289.6 m，船宽不能超过32.3 m。对本船设计影响较大的规范是2006年4月1日生效的散货船共同结构规范和2009年1月1日生效的国际海上人命安全公约(SOLAS)破舱稳性规则。前者决定了船体结构的构件尺寸，后者对货舱长度的选取有很大影响。本船的母型船不满足后者要求，需要改变货舱长度。
      为研究规范变化对船体结构强度的影响，首先按照美国船级社(ABS) 2005规范要求，采用SAFEHULL V12.0对母型船货舱结构强度进行有限元分析。其次根据国际船级社协会(IACS)在2008年7月和2009年7月推出了散货船共同结构规范CCSR新版本，采用MSC Patran/Nastran及中国船级社开发的软件CCS-Tools，对新船型的货舱结构强度进行了计算。
      根据ABS 2005规范第5部分第3章要求，进行有限元分析时，构件需采用净厚度(总厚度减去名义腐蚀值)，进行有限元分析的工况有10种，有限元建模按指南要求，采用三舱段模型，网格大小为肋骨问距。本研究利用Patran建模，手工扣除腐蚀余量，再导入SAFEHULL加载。通过对10种工况的计算结果进行分析，发现母型船的设计合理，结构强度满足规范要求。
      CSR综合了IACS成员的经验与研究成果。同原有的各船级社规范相比，在设计理念、理论基础和强度计算方法上有很大改变。较原规范主要依据统计回归和经验的设计，新规范更多地应用了先进的力学理论，结构设计和评估需要更多地采用直接计算分析。
      CSR采用等效设计波方法用于设定设计载荷，包括在静水中和波浪中的船体梁载荷以及与板垂直的侧向载荷。与等效设计波对应的载荷工况有8种，分别为H1，H2，F1，F2，R1，R2，P1和P2。以前的散货船规范中，对波浪仅考虑波峰和波谷两种情况，没有考虑横浪。等效设计波方法考虑了横浪，从而使不同装载模式下直接计算的载荷工况增力。
      由于CSR的复杂性，无法用传统的手工计算方法确定载荷和处理结果。而且，在CSR的直接计算规范中，由于大大增加了工况数以及大量引入细网格和精细网格分析，从而极大地增加了直接计算的工作量。
      CSR2008版主要是对文字的编辑性修改，对于有限元分析影响不大。
      一般巴拿马型散货船有7个货舱，分别设有重货舱、轻货舱和风暴压载舱。在进行舱段分析时，分别需要建立3个有限元模型进行分析。现对目标舱为轻货舱兼风暴压载舱的有限元结果进行介绍。
      通过分析，发现屈曲强度不够的地方主要是船底板和甲板。解决的办法有2种。1种是增加板厚，从而减少压应力，另1种就是加筋，从而减小板格，分析结果满足结构屈曲强度要求。
      疲劳破坏是一个复杂的过程，各船级社都有关于船舶疲劳强度校核的规定，但存在很大的差别，CSR分别统一了油船和散货船的疲劳计算方法。对疲劳敏感区进行分析时，须先在整体舱段模型中重新定义载荷及工况，得到结果用于精细网格模型分析。
      计算结果表明，该处的疲劳寿命低于25年。为此可参照文献的方法，对其进行加强：1)增加折角处内底板的厚度；2)提高该处焊缝的厚度；3)对该处焊缝予以打磨。此外，如果是在方案设计阶段，可以通过改变结构形式，提高疲劳寿命。但如果改变结构布置，需要重新进行舱段FE建模，工作量很大。

                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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