散货船结构共同规范疲劳强度研究中国造船工程学会.docVIP

《散货船结构共同规范》疲劳强度研究 CCS天津分社：刘之昱 摘要:2006年4月1日,国际船级社协会(IACS)颁布的《双壳油轮结构共同规范》和《散货船结构共同规范》正式生效,与以往各船级社规范相比,共同规范(CSR)对船舶的安全性提出了更严格的要求。本文结合等效设计波原理对《散货船结构共同规范》的载荷和疲劳强度校核制定的理论依据做初步的研究，应用共同规范对一条21万吨单壳散货船典型节点进行疲劳强度校核，并把计算结果与CCS《船体结构疲劳强度指南strict with the ship’s safety than other Classification Society’s rules. This paper is mainly about the theory background of load and fatigue assessment of CSR for Bulk Carriers based on the equal design wave approach (EDW). The fatigue assessment of 210?000t bulk carrier was done according to the CSR for Bulk Carriers, and compared to the result of CCS rules. Finally give some advice to the CSR for Bulk Carriers. Key words: Common structural rules (CSR); Fatigue assessment; Design wave approach; Bulk carriers 1 概述 为了减少船级社之间由于采用不同要求和标准引起的竞争，保证依照新规范建造的船舶被工业界认可为和依照现行规范建造的船只起码同样安全有效，并满足国际组织（如IMO,EU等）当前和将来制定的海上安全和环境保护法规中有关结构强度、统一性及透明度的要求，ABS, LR, DNV在2004年6月提出了双壳油轮共同规范《JOINT TANKER PROJECT》(JTP)第一稿，为船长150m以上的双壳油轮提供了新的设计和建造规范。CCS/KR/NK/BV/GL/RINA/RS在2004年7月提出了散货船共同规范《JIONT BULKER PROJECT》(JBP)。现在国际船级社协会(IACS)已经推广了这两个规范。《双壳油轮结构共同规范》和《散货船结构共同规范》是国际船级社协会第一次在全球范围内推行统一规范，对造船界的影响很大。 IACS共同规范是为满足航运业对更高质量船舶的需求，在国际航运界创造一个公平市场而产生的，旨在造出更安全、更牢固的新船。随着散货船结构共同规范计划的推进和最后方案的推出，一方面统一各船级社对散货船和油船的安全要求，另一方面共同规范对船体强度提出了更高的标准。例如，共同规范对结构的稳定性计算方法做了改进，增加了对船体极限强度和船体构件疲劳强度的计算以及船体构件腐蚀余量的概念。 本文将对《散货船结构共同规范》制定的理论背景进行初步的研究，并应用共同规范的简化方法对一条21万吨单壳散货船进行了疲劳强度评估，为了更清楚的看出共同规范的变化，把同一位置节点应用CCS《船体结构疲劳强度指南 根据设计波原理，海浪和其诱导的船舶响应可以通过一个或几个主要的载荷参数来反映。主要载荷参数指的是：载荷影响、船体运动以及局部动力响应等，考虑以其中的最有影响的参数来建立用于船体结构分析的计算载荷。ABS规范中考虑的主要载荷参数有：垂向波浪弯矩(VBM)、垂向波浪剪力(VSF)、水平波浪弯矩(HBM)、水平波浪剪力(HSF)、扭矩(TM)。其中五个载荷控制参数幅频响应为最大值(包括正负两个最大值)的时刻取为计算瞬时。DNV提出的几个主要载荷参数为：舯横剖面最大波浪诱导垂直弯矩、最大水平弯矩、最大扭矩、首柱最大垂向加速度、在船舯剖面附近板格的最大波动压力。实际上，主要载荷控制参数的选取与要考察的船体构件有关。对于船体，存在很多的重要构件，如甲板、横舱壁、外底板、内底板、纵桁、纵骨等。根据某一载荷控制参数选定的设计波，一般只能考察其中一部分构件在船舶寿命期内的受力状况。例如，迎浪航行时的中垂和中拱状态只能考察甲板、底部等部位构件的应力水平，而对舷侧构件则作用不明显。因此需要有效地选择多个典型的设计波，才能全面地考察船体各个主要构件在航行过程中的可能恶劣海况下的应力水平。 设计波系统的确定就是各主要载荷参数对应的设计波中各因素的定义。设计波主要要素包括：典型的波浪环境参数，浪向和频率，波幅，相位。确定了这些要素，我们就可以得到等效设计波的形式。 为了确定设计波的频率和浪向，通常在给