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超大型集装箱船用特厚止裂钢的发展

钢铁 2021年第3期56卷 84-91,119页

作者：王红涛田勇叶其斌王昭东王国栋东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819

超大型集装箱船用特厚止裂钢板由于优异的止裂韧性,能够显著减小复杂交变应力对甲板上部大开口部位形成的安全威胁。通过系统总结止裂韧性的评价体系、对比分析国内外超大型集装箱船舶的发展趋势和特厚止裂钢板的生产状况,综述了超大型... 详细信息

超大型集装箱船用特厚止裂钢板由于优异的止裂韧性,能够显著减小复杂交变应力对甲板上部大开口部位形成的安全威胁。通过系统总结止裂韧性的评价体系、对比分析国内外超大型集装箱船舶的发展趋势和特厚止裂钢板的生产状况,综述了超大型集装箱船用特厚止裂钢板的显微组织特征和有可能实施的生产工艺。全厚度细小的等轴铁素体、多边形铁素体配合有限的细化贝氏体及心部γ线上的织构强化是改善特厚钢板止裂韧性的关键。东北大学提出的NEU-Rolling控轧工艺能够解决TMCP态特厚止裂钢板的生产难题。

关键词：止裂韧性 100mm厚度止裂钢 NEU-Rolling控轧工艺超大型集装箱船显微组织

超大型集装箱船绑扎桥强度分析及总组工艺优化研究

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超大型集装箱船绑扎桥强度分析及总组工艺优化研究

作者：孙泽仁江苏科技大学

学位级别：硕士

自2020年新冠疫情爆发以来,全球经济和贸易格局发生了深刻变化,航运尤其是集运市场空前繁荣,许多航线出现一箱难求的情况,同时由于巴拿马运河拓宽、主要港口装卸自动化率大幅提升等因素影响,12000TEU以上的超大型集装箱船越来越受到航... 详细信息

自2020年新冠疫情爆发以来,全球经济和贸易格局发生了深刻变化,航运尤其是集运市场空前繁荣,许多航线出现一箱难求的情况,同时由于巴拿马运河拓宽、主要港口装卸自动化率大幅提升等因素影响,12000TEU以上的超大型集装箱船越来越受到航运市场的青睐,其低廉的单位造价和单位运价相较中小型集装箱船优势明显,超大型集装箱船成为新造船市场的热点。随着集装箱船大型化,集装箱船需相应地采用高层绑扎桥,在超大型集装箱船的众多设备中,绑扎桥结构重量在空船重量占比较多,由此可见大型绑扎桥的设计和建造是超大型集装箱难点和重点之一,因此对其设计做进一步的探索和研究意义重大。本文以国内某船企承接的23000TEU集装箱船绑扎桥为研究对象,借助结构力学知识,通过有限元方法,探索超大型集装箱船多层大型绑扎桥的结构设计及总组工艺问题,研究内容主要包括:(1)对比两种绑扎桥结构设计方案:全A字形框架(方案一)和非全A字形框架结构(方案二),根据有限元分析结果及重量估算,确定选择较优的全A字形框架结构绑扎桥(方案一)作为后续工作的依据;(2)基于全A字形框架设计方案,对典型的绑扎桥,包括平台甲板、主体斜撑、立柱和平台间结构等,通过设计多种补强方案,根据强度分析结果,得到了较优的补强结构,以实现减轻结构重量目标;对特殊位置的绑扎桥,通过分析其所承受的载荷情况,不仅依据强度分析结果选择了较优的补强方案,还对其进行了振动分析,以验证是否满足要求;(3)在对23000TEU绑扎桥卧式和立式总组分析的基础上,结合场地资源配置等情况确定采用立式总组方式,并以10片绑扎桥作为一组进行总组,同时对该总组方式进行了胎架、防倾工装和紧固装置设计以保证绑扎桥的结构精度。(4)根据绑扎桥各分段实际吊运方案,首先,对指定的左侧分段及中间分段卧式起吊方案进行了优选;其次,对中间分段直立吊装模型选择四种不同约束方案进行分析,根据最大结构应力和变形结果,确定合理可靠的约束形式;最后,对总组搭载直立吊装的两种方案(4吊点、8吊点)进行强度分析,确定8吊点方案为最终选择方案,为建造提供更优的吊装方案。本文的研究成果为后续国内超大型集装箱船绑扎桥结构自主设计、总组方案研究提供了指导。

关键词：超大型集装箱船绑扎桥结构设计吊装有限元分析

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超大型集装箱船艏艉砰击强度直接计算方法

船舶工程 2019年第3期41卷 31-36页

作者：陆明锋杨源南通中远海运川崎船舶工程有限公司江苏南通226005

为确保超大型集装箱船首部和尾部的结构在恶劣海况下受到砰击时不发生损坏,需要研究作用到艏艉外板上的砰击压力,并以此为设计载荷来校核外板及其相连结构的强度。针对目前对集装箱船砰击局部强度的校核仍以经验公式为主的情况,提出采... 详细信息

为确保超大型集装箱船首部和尾部的结构在恶劣海况下受到砰击时不发生损坏,需要研究作用到艏艉外板上的砰击压力,并以此为设计载荷来校核外板及其相连结构的强度。针对目前对集装箱船砰击局部强度的校核仍以经验公式为主的情况,提出采用砰击直接分析方法提高超大尺度船舶强度校核的可靠性。初步分析砰击直接分析方法的基本原理,并运用该方法对20 000 TEU集装箱船的艏部砰击压力、艉部砰击压力和最小板厚要求进行分析,为超大型集装箱船的结构设计提供参考。

关键词：超大型集装箱船艏外飘砰击艉部砰击直接分析

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超大型集装箱船风中操纵性研究

武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2020年第5期44卷 897-902页

作者：马征赵月林王金昕大连海事大学航海学院大连116026

超大型集装箱船(ULCS)受风面积大,港内操纵中受风的影响十分显著.为研究ULCS风中操纵性尤其是强风中的保向性,在完善通用MMG模型的基础上,搜集相关集装箱船风力系数数据并进行回归处理,建立了适用于ULCS的风中操纵运动数学模型.仿真结... 详细信息

超大型集装箱船(ULCS)受风面积大,港内操纵中受风的影响十分显著.为研究ULCS风中操纵性尤其是强风中的保向性,在完善通用MMG模型的基础上,搜集相关集装箱船风力系数数据并进行回归处理,建立了适用于ULCS的风中操纵运动数学模型.仿真结果与实船试验比较结果表明:所建立的数学模型精度良好.对ULCS风中操纵性能研究表明:ULCS在前进中呈现较强的迎风偏转性,强风中的可保向范围明显小于其他船舶.

关键词：超大型集装箱船风中操纵性迎风偏转保向性

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超大型集装箱船载荷响应特性的数值研究

舰船科学技术 2019年第5期41卷 62-67页

作者：彭亚康王伟飞韩钰邱伟强张志康中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011

相比于散货船、油船等,超大型集装箱船的船体弹性效应,特别是弯扭耦合效应十分明显,本文主要研究弹性效应对目标船所受波浪载荷数值计算结果的影响。本文分别采用了有限元法计算船体弯扭耦合模态和迁移矩阵法计算弯扭不耦合模态。本文... 详细信息

相比于散货船、油船等,超大型集装箱船的船体弹性效应,特别是弯扭耦合效应十分明显,本文主要研究弹性效应对目标船所受波浪载荷数值计算结果的影响。本文分别采用了有限元法计算船体弯扭耦合模态和迁移矩阵法计算弯扭不耦合模态。本文基于三维水弹性理论在考虑弯扭耦合效应的条件下,计算分析1艘2万箱级超大型集装箱船的载荷响应特性,并把计算结果和基于刚体假设的载荷计算结果进行对比。本文在不考虑船体弯扭耦合模态下,计算目标船的波浪载荷,并把其与考虑弯扭耦合效应下的结果进行对比。最终得出在计算超大型集装箱船波浪载荷时,弹性效应和弯扭耦合现象不可忽略的结论。

关键词：超大型集装箱船弹性效应弯扭耦合模态

超大型集装箱船的B型LNG燃料舱结构强度分析

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舰船科学技术 2020年第5期42卷 81-84页

作者：刘晓媛郑文青张玉奎王连成中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011 北京中远海运船舶贸易有限公司北京100020

针对20000 TEU级别超大型集装箱船的B型LNG燃料舱及其支撑结构,采用波浪载荷直接预报方法较准确地获得船体运动加速度,利用有限元分析方法对LNG燃料舱及其支撑结构进行强度分析,为采用双燃料动力系统的超大型集装箱船燃料舱结构设计提... 详细信息

针对20000 TEU级别超大型集装箱船的B型LNG燃料舱及其支撑结构,采用波浪载荷直接预报方法较准确地获得船体运动加速度,利用有限元分析方法对LNG燃料舱及其支撑结构进行强度分析,为采用双燃料动力系统的超大型集装箱船燃料舱结构设计提供参考。

关键词：超大型集装箱船 LNG燃料舱 B型独立舱

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超大型集装箱船操纵性能研究

超大型集装箱船操纵性能研究

作者：王金昕大连海事大学

学位级别：硕士

随着全球经济飞速发展和航运业市场的复苏,海上集装箱船的规模和数量都在与日俱增。为了最大限度满足航运经济发展的需求,超大型集装箱船是最好的选择。因此,从海上人身、货物以及海洋环境安全的角度考虑,有必要对其操纵性能进行深入研... 详细信息

随着全球经济飞速发展和航运业市场的复苏,海上集装箱船的规模和数量都在与日俱增。为了最大限度满足航运经济发展的需求,超大型集装箱船是最好的选择。因此,从海上人身、货物以及海洋环境安全的角度考虑,有必要对其操纵性能进行深入研究,补充完善超大型集装箱船操纵数学模型。考虑到超大型双桨双舵集装箱船独有的船型特点,本文在优秀学者的研究基础上以超大型双桨双舵集装箱船为方向对超大型集装箱船的操纵性做出了研究。以MMG思想为基础,对超大型集装箱船数学模型整体进行拆分,全面考虑船体各部分之间的独立作用及其相互作用;并且考虑到船舶大型化的日益严重,风载荷对船舶运动的影响不断加剧,本文通过搜集相关数据进行回归处理,得到适用于当今超大型集装箱船舶的风载荷系数计算矩阵;然后通过补充完善可以描述外界环境干扰条件存在下的船舶运动数学模型,最终得到一个能够精确反映超大型集装箱船操纵特性的4自由度数学模型。在本文的模型精确性验证部分,通过模拟仿真旋回试验与停船试验,并与搜集到的实船资料作对比,验证了本文所完善模型的准确性以及后续操纵性仿真预报的可行性。然后借助Matlab的Simulink模块分别进行了紧急停船试验、惯性减速试验、受风影响下的船舶保向试验以及受风影响下拖轮和侧推器协助的掉头等试验,揭示了超大型集装箱船的操纵性特点,为安全驾驶超大型集装箱船提供理论参考。本文完善得到的超大型双桨双舵集装箱船运动数学模型可用于同类超大型集装箱船的运动仿真,从而预测其操纵性能,对改进超大型集装箱船舶的模拟器也有一定借鉴意义。

关键词：超大型集装箱船双桨双舵数学模型风力系数仿真

超大型集装箱船典型节点疲劳强度评估及优化设计

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超大型集装箱船典型节点疲劳强度评估及优化设计

作者：孙力上海交通大学

学位级别：硕士

超大型集装箱船具有大开口的特性使得超大型集装箱船的抗扭刚度低于普通船型。CCS《船体结构疲劳强度指南》2015版简化算法中未考虑扭矩对船体结构疲劳寿命的影响,这对集装箱船这类大开口船舶的疲劳寿命校核是否合适有待研究。同时随着... 详细信息

超大型集装箱船具有大开口的特性使得超大型集装箱船的抗扭刚度低于普通船型。CCS《船体结构疲劳强度指南》2015版简化算法中未考虑扭矩对船体结构疲劳寿命的影响,这对集装箱船这类大开口船舶的疲劳寿命校核是否合适有待研究。同时随着节能环保逐渐被人们的重视,船舶行业作为传统资源高消耗型行业,其轻量化成为当前研究热点。本文正是基于扭矩对集装箱船船体结构的疲劳寿命影响及如何提高船舶结构的疲劳寿命并降低船舶结构的重量这两点进行研究的。本文主要研究内容如下:（1）介绍了超大型集装箱船疲劳强度评估及船舶轻量化的研究意义,并详述了这两个问题的研究现状。（2）介绍了CCS规范中计算船舶结构疲劳寿命的方法。其中包括简化算法与谱分析法,S-N曲线法及断裂力学法。（3）详述了谱分析法的步骤。在Patran中建立某两艘超大型集装箱船的有限元模型并对该两艘船的疲劳热点进行网格细化,采用波浪载荷计算软件WALCS预报该两艘集装箱船的波浪载荷,最终预报疲劳热点的应力响应。（4）研究了扭矩对超大型集装箱船纵骨疲劳寿命的影响。分别基于简化算法及谱分析法对某两艘超大型集装箱船距船尾L/4、L/2及3L/4剖面处的部分纵骨进行疲劳寿命评估,对比两种方法校核得到的疲劳寿命。以谱分析法拟合得到的应力范围为基准,基于设计波法分析扭矩诱导交变应力在整个应力范围中所占比例。（5）对某超大型集装箱船驾驶室后端圆弧形舱口角隅进行优化设计。采用BP神经网络构建设计变量与目标函数的代理模型,基于多目标粒子群算法对代理模型进行优化设计,利用改进的最小距离法快速从非劣解集中选取一组最优结果,并采用断裂力学法计算优化后的舱口角隅疲劳寿命。

关键词：超大型集装箱船纵骨扭矩舱口角隅优化设计疲劳寿命

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超大型集装箱船风载荷系数研究

武汉理工大学学报 2014年第4期36卷 80-85页

作者：刘亚冲胡安康韩凤磊汪春辉哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001

以一艘16 000箱集装箱船为对象,基于Fluent软件建立计算模型,对船体水线以上结构表面风场风压进行数值模拟,得到风载荷系数,并与规范方法和Isherwood方法进行比较分析。结果表明:随着风向角变化,结构表面风载系数变化较大,CFD数值模拟... 详细信息

以一艘16 000箱集装箱船为对象,基于Fluent软件建立计算模型,对船体水线以上结构表面风场风压进行数值模拟,得到风载荷系数,并与规范方法和Isherwood方法进行比较分析。结果表明:随着风向角变化,结构表面风载系数变化较大,CFD数值模拟结果略小于规范计算,而Isherwood方法同样具有相当的精度。文中的方法可根据实际海况条件获得最不利的风倾力矩,可应用于船舶稳性设计和校核。

关键词：超大型集装箱船风载荷系数数值模拟规范方法 Isherwood方法