4.4 工况与载荷组合 4.4.1 装载,2. 油船: 按吃水、装载模式,,,,需要考虑的装载工况 离港状态、到港状态、部分填满的压载舱状态、海上航行工况 、港内和遮蔽水工况直接分析的设计装载工况如下表：,船中货舱区域有两道纵舱壁油船有限元分析的载荷组合,,,,,,,,,,,,,,,船中货舱区域有一道纵舱壁油船有限元分析的载荷组合,,,,,,,,,,,,,其他情况， 船中货舱区域外有两道\一道纵舱壁油船有限元分析的载荷组合,3. 散货船：按吃水,1）Applicable general loading patterns 一般工况： 2）Multiport conditions 3）Alternate conditions 仅适用于BC–A的附加工况： 4）Heavy ballast condition 仅适用于压载货舱的附加工况： 5）Additional harbour conditions 遮蔽工况应用于所有类型的散货船：,BC-A型散货船隔舱装载船中区域有限元分析的载荷组合,,,,,,,,,,,,,,4. 直接强度评估装载工况汇总,,,,,,,,,,,,,,,,,,,4.4.2 载荷组合工况 1） 动态载荷法------等效设计波法( EDW )的规范化 与主要载荷分量长期响应值等效的规则波。
设计波的状态定义见下表2）动态载荷状态,,3) 动态载荷规范化组合参数，见附录 4) 完全直接设计波法 与以上规范化设计波相对 直接设计波法特点： （a）全船模型； （b）载荷直接计算，输出并施加压力场； （c）配套的强度标准4.5 HCSR直接计算强度评估过程要点,4.5.1 结构尺寸（按规范要求腐蚀余量扣除）,,4.5.2 货舱结构强度分析 1) 结构建模（三舱段）,,2) 边界条件 端部的刚性连接 点约束 端部梁,,3) 船体梁载荷目标值(主要载荷参数),,4） 船体梁载荷的调整 a、纵向不平衡力调整 HCSR边界条件x方向约束施加于内底板一节点，须平衡纵向总合力; b、剪力跨零调整 对于给定的载荷工况，船体梁垂向和水平弯矩在舱段中心点要达到目标值，这就需要垂向和水平船体梁剪力分布交叉在货舱中的零中心c、剪力目标值修正 在中间舱段有限元模型前段和后端横舱壁处需要进行剪力调整，船体梁剪力作用的目标位置在舱段有限元模型中部的横舱壁上，调整后的船体梁弯矩不应超过目标船体梁剪力哈尔滨工程大学船舶工程学院,d、弯矩调整 船体梁弯矩的目标位置在有限元模型中部货舱的中心，如果最大弯矩值不在货舱中心，调整后的最大弯矩应该位于中部货舱内部并且不应该超过目标目标船体梁弯矩。
e、扭矩调整 船体梁扭矩的目标位置在有限元模型中部舱段前面舱壁处，调整后的扭矩值不应该超过船体梁扭矩规范值，调整的 值需要施加在后面剖面的独立点上有限元模型中部舱段的前面舱壁被看作目标位置，然而，如果调整后的最大扭矩值超过了船体梁扭矩规范值，它应减小到目标值4.6 强度标准,4.6.1 应力成分 1） 坐标系 相当应力( ) （第四强度理论） 应力强度 （第三强度理论） ， ， 为主应力,,,,,,,,,2）提取应力部位,按需要 板： 骨材：,t,a,b,●,●,●,●,●,●,●,●,●,●,●,应用例子：,,,,军规： 总体纵向应力 大板架上下翼板 纵骨上下翼板 板上下表面,膜元和杆元 粗网格 膜元和杆元 较细网格 舱段，局部应力 梁元（板 带板） 梁元、板壳单元,应力成份与单元类型,,,,,,,4.6.2 屈服强度标准,1）定义屈服利用因子 对于板单元： 对于杆单元： ：材料因子 ：基于板单元中心处得到的von Mises应力， ：杆单元的轴向应力,,,,,,,,2）屈服强度衡准,4.6.3 局部细网格结构强度分析,1) 筛选因子和许用筛选因子,2) 细化模型建模要求 细化网格区域的网格尺寸应不大于50mm x 50mm，校核区域的所有方向应不少于10个单元。
细化网格区域内的所有板材应以壳单元表示，网格密度的过渡应保持平稳细化网格区域内单元的长宽比应尽可能保持接近1，应尽量避免网格密度的变化和三角形单元的使用 大肘板端部连接处进行细化网格分析，细化网格区域的范围在所有方向上应不少于10个单元 开孔进行细化网格分析，开孔的内两层单元应以不大于50mm x 50mm的网格尺寸建模 建模时，开孔、主要支撑构件和相关肘板的面板沿宽度方向应至少2个单元3）细网格屈服强度分析衡准,,σvm-av 是平均von Mises应力 σvm-i 是第i个板格单元在所考虑区域内的von Mises应力 Ai 是第i个板格单元在所考虑区域内的面积 n 在考虑区域内的单元个数,4)计算平均von Mises应力基于单元面积的加权平均值：,4.7 屈曲强度评估,,杆 T,Ei l,T,,,四边自由支持矩形板 单边受压,a,t,b,4.7.1目标：板（板格）、杆件 基本模型,承载能力： （ ab 纵骨架式） 工作应力，由有限元计算（或解析方法） 校核格式： （可调） 或 （可调）,,,校核格式：1）分项：分别对 校核 2）组合形式： 对 综合校核,,,4.7.2. 实际问题处理： 工作应力 组合应力： 多种形式： 承载能力,4.7.3 CCS 船舶结构直接计算指南中的屈曲校核,1. 工作应力计算 1）取净板厚值（无腐蚀余量） 2）修正 (线性比例关系) t 板厚， 扣除的腐蚀余量 2. 临界应力（能力）计算 1）短边受压，欧拉应力 N/mm2 :弯曲屈曲系数，(见指南表9.2.1)，反映受压及弯曲和剪切力模型（应力组合）。
边界约束系数 (见表9.2.2 )反映板格位置和边界的骨材状况（不完全自由支持） t : 板厚 s：板格距边长 μ ：泊松比,,2）长边受压,,,含义相同,3）受剪切板格欧拉应力,,,：剪切屈曲系数（见表8.2.1）,4）临界应力（弹性——非弹性修正）,对 对 类似， 替换为 即可,,,,,,对 3. 屈曲强度校核,,,,屈曲应力因子,,1）接近正方形 2）狭长 双向压缩情况：1) 2) X轴压缩+剪切1), 2） ， y轴压缩+剪切1），2） 双向压缩+剪切1），2),,,,,,,4. 校核式中 实际应力情况处理,,,,取板格边中面平均值,,—平均剪应力,需仔细处理每个板格4.7.4 HCSR中的屈曲校核,应力组合状态： 1. 定义屈曲利用率因子 板： 中面应力 骨材： 轴向、弯曲、翘曲应力,,,,,为板x方向、y方向临界应力以及临界剪切应力 骨材最小屈服应力,,,,2. 板的临界应力,受压应力的板格极限临界应力为：,受剪切应力的面板极限临界应力为：,为板件的最小屈服应力，N/mm2,屈曲折减因子，见规范中相应图表,3. 加强筋的临界应力,为加强筋最小屈服应力，S为局部安全系数。
承受局部载荷的部位S=1.1，顶边舱斜板、内底、以及舱口围板等处的加强筋S=1.15，其他的取S=1.04. 屈曲校核格式与标准 —许用屈曲利用率因子， 与构件分类和载荷工况组合有关许用屈曲利用因子,End of this Part,。