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上层甲板室构件强度直接计算PG电子官网讲解
发布时间:2024-01-02
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  本船上层甲板室各构件的强度均满足《钢制内河船建造规范》(2009)中规定的构件许用应力要求。主要构件的变形也满足规范要求。

  本船为单底、单甲板双体旅游客船;全船为钢质结构(钢材屈服极限 Mpa),全船为横骨架式结构;舷侧为交替肋骨式结构。

  根据中国船级社2009版《钢质内河船舶建造规范》(以下称《规范》)第二篇第十四章14.7.1.1节的规定,该船上层甲板室是大跨度结构,中间不设支柱,按照14.7.1.1节的要求,上层甲板室主要构件的确定采用直接计算方法确定。

  取右手直角坐标系,原点取在#0主甲板中线处,x轴沿船艏方向,y轴沿左舷方向,z轴指向高度方向。

  模型中主要采用板壳单元、梁单元,杆单元。板单元均为四边形为主,网格大小250×250。.

  上层建筑各甲板板(上甲板、游步甲板、顶棚甲板)、内横舱壁板用板壳(shell)单元模拟。

  纵向:取#-3~#81内构件,包括甲板纵桁,侧围壁板,横隔板以及扶强材;

  千岛湖260客位仿古游览船的上层甲板室跨度达到28.50 m,超出规范规定,故按照规范第二篇第十四章第14.7.1.1节的要求,其上的构件采用直接计算确定。本计算书所使用的载荷按规范2.8.1.1要求,上甲板水柱高度取0.45 m;游步甲板水柱高度取0.45 m;顶棚甲板水柱高度取0.2 m。以上压力是采用均布压力的形式施加,具体见图5、图6和图7。游步甲板大开口的载荷按规范计算以均步载荷的形式施加,同时还考虑结构自重的影响。在Patran直接设置考虑质量的自重,具体操作是在Loads/BC的inertisl Load设置z轴向下的-9810 mm/s2的加速度。

  甲板纵桁、强横梁、普通横梁、围壁垂直桁、舱壁扶强材用梁(beam)单元模拟。尾部承压支柱用杆(rod)单元模拟。

  模型共有27403个节点,25065个板单元,492个三角形单元,11294个梁单元,30个杆单元。

  按规范14.7.2.3要求,上层甲板室无支柱甲板结构有限元模型:在其围壁结构下缘节点上施加全位移约束:ux=0,uy=0,uz=0,θx=0,θy=0,θz=0,即刚性固定。在垂直桁下缘施加约束:ux=0,uy=0,uz=0。本计算偏于安全考虑将上甲板强横梁下垂直桁与主甲板相连接的节点取ux=0,uy=0,uz=0;上甲板下内部横隔板与主甲板连接的节点取:ux=0,uy=0,uz=0,θx=0,θy=0,θz=0;上甲板纵桁下垂直桁与主甲板连接节点取ux=0,uy=0,uz=0;其它各层纵桁和强横梁下垂直桁与下端甲板连接节点取铰接,即ux=0,uy=0,uz=0。具体见图9。