【正文】 圖 421 吊裝引起的上層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)力云圖（二） 圖 422 吊裝引起的上層建筑結(jié)構(gòu)變形云圖 28 江蘇科技大學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院 圖 423 吊裝引起的 A. Deck 結(jié)構(gòu)應(yīng)力云圖 (一 ) 圖 424 吊裝引起的 A. Deck 結(jié)構(gòu)應(yīng)力云圖 （二） 29 江蘇科技大學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院 圖 425 吊裝引起的 B. Deck 結(jié)構(gòu)應(yīng)力云圖 （一） 圖 426 吊裝引起的 B. Deck 結(jié)構(gòu)應(yīng)力云圖 （二） 30 江蘇科技大學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院 圖 427 吊裝引起的 C. Deck 結(jié)構(gòu)應(yīng)力云圖 （一） 圖 428 吊裝引起的 C. Deck 結(jié)構(gòu)應(yīng)力云圖 （二） 31 江蘇科技大學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院 圖 429 吊裝引起的 D. Deck 結(jié)構(gòu)應(yīng)力云圖 （一） 圖 430 吊裝引起的 D. Deck 結(jié)構(gòu)應(yīng)力云圖 （二） 32 江蘇科技大學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院 圖 431 吊裝引起的 E. Deck 結(jié)構(gòu)應(yīng)力云圖 （一） 圖 432 吊裝引起的 E. Deck 結(jié)構(gòu)應(yīng)力云圖 （二） 33 江蘇科技大學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院 圖 433 吊裝引起的 NAV. Deck 結(jié)構(gòu)應(yīng)力云圖 （一） 圖 434 吊裝引起的 NAV. Deck 結(jié)構(gòu)應(yīng)力云圖 （二） 34 江蘇科技大學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院 圖 435 吊裝引起的 Compass. Deck 結(jié)構(gòu)應(yīng)力云圖 （一） 圖 436 吊裝引起的 Compass. Deck 結(jié)構(gòu)應(yīng)力云圖 (二 ) 35 江蘇科技大學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院 表 41 176000 t 散貨船上層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)力與變形結(jié)果 甲板 最大應(yīng)力 (Mpa) 許用應(yīng)力（ Mpa） 位 置 最大變形（ m） A. Deck 246 235 Fr27甲板與甲板下兩側(cè)圍壁相交的直角區(qū)域 B. Deck 157 235 Fr27甲板與甲板前緣延伸甲板交接的區(qū)域 C. Deck 235 Fr33甲板與中間圍壁交接的直角區(qū)域 D. Deck 235 Fr32甲板在吊排下方內(nèi)側(cè)開口的直角區(qū)域 E. Deck 235 Fr35甲板電梯開口的直角區(qū)域 NAV. Deck 152 235 Fr32甲板兩端三角大開口轉(zhuǎn)角區(qū)域 Compass. Deck 92 235 Fr36甲板與中間的圍壁交接的區(qū)域 36 江蘇科技大學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院 吊排結(jié)構(gòu)應(yīng)力 在工況二的條件下， 將 已完成的 該上層建筑有限元模型提交到 MSC\Nastran 進(jìn)行分析 計(jì)算，計(jì)算結(jié)果及數(shù)據(jù)如圖 437~圖 440 所示，其中：圖 437 所示為 NAV. Deck上的吊排結(jié)構(gòu)應(yīng)力云圖。 除此，別的區(qū)域最大應(yīng)力值均小于 最大 許用應(yīng)力值 ，比較合理。2021 年之前，我國船市一片大好。 通過使用先進(jìn)的造船工藝可以 提高船舶質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，縮短施工時(shí)間， 這 是船舶行業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定階段的必然結(jié)果和要求。 科技是發(fā)展的動(dòng)力，時(shí)代在進(jìn)步，船舶行業(yè)的前景也是一片光明，造船設(shè)施也越來越先進(jìn)， 隨著 船廠起吊能力、搬運(yùn)設(shè)備、場(chǎng)地或吊裝水平 的不斷增加， 參與整體吊裝的船舶上層建筑尺度越來越大，重量越來越重 ，剛性越來越小。 41 江蘇科技大學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院 結(jié) 語 本課題以 176000t 散貨船上層建筑結(jié)構(gòu)為模型，利用 MSC/PATRAN 和MSC/NASTRAN 軟件 分別 對(duì)該上層建筑的整體吊裝強(qiáng)度 以及吊排結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 進(jìn)行有限元分析，通過對(duì) 計(jì)算 結(jié)果的分析 研究 我們 可以發(fā)現(xiàn)， 該散貨船上層建筑整體 吊裝方案較合理，該上層建筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及吊裝過程中所使用的吊排結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足強(qiáng)度規(guī)范 要求。 42 江蘇科技大學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院 致 謝 43 江蘇科技大學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院 附 錄 參考資料 [1] 張延昌，王自力，羅廣恩。噪聲與震動(dòng)控值， 2021（ 4） 79 [4] 30 萬噸 FPSO 上層建筑分段吊裝強(qiáng)度有限元分析 [J]。北京：中國水利出版社； 2021 [6] 鄧凡平 有限元分析自學(xué)手冊(cè) 人民郵電出版社 [7] 船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度直接計(jì)算指南 中國船籍社 [8] 周波 船舶相關(guān)工藝的應(yīng)力與變形問題研究 [J] 大連理工大學(xué) 2021 [9] 船體分段吊裝工藝，江蘇船舶， 1990（ 2） [10] 吳仁元 謝祚水 李治彬 船體結(jié)構(gòu) [M] 國防工業(yè)出版社 。 2021 76 [5] 劉兵山，黃聰 ，等。船舶工程， 2021， 28（ 3）； 7073 [2] 熊仕陶 船舶概論 [M] 哈爾濱工程大學(xué)出版社 2021 年出版 [3] 余林波，黃其柏，張永波，等。在吊裝過程中，吊排所在的甲板區(qū)域以及甲板下方圍壁區(qū)域所受的應(yīng)力值比別的區(qū)域較大，因而 在 該區(qū)域應(yīng)采取加強(qiáng)措施，同時(shí)， 為了防止開口部分應(yīng)力集中， 該區(qū)域 的所有開口 均 在整體吊裝完成后再單獨(dú)進(jìn)行開口。在不久的將來，有限元分析軟件會(huì)更加的普遍，使用起來會(huì)更加的方便。 船舶上層建筑整體吊裝作為船舶 制造 中的一項(xiàng)新的工藝，它對(duì)擴(kuò)大作業(yè)面，改善勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)率，縮短船舶建造周期、降低造船成本等具有很大的意義 ， 給我國的造船行業(yè)帶來了很大的方便。同年， 溫 家寶 總理 參觀了 上海外高橋船廠，溫總理鼓舞員工們說 ： “只要有海的地方就需要船。 綜上所述，該 散貨船上層建筑整體吊裝的吊裝方案比較合理， 該上層建筑 結(jié)構(gòu) 強(qiáng)度 滿足吊裝強(qiáng)度 要求 ，整體吊裝能夠順利完成。吊排結(jié)構(gòu)應(yīng)力結(jié)果匯總見表 42。 26 江蘇科技大學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院 上層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)力與變形 在工況一的條件下， 將 已完成的 有限元模型提交 到 MSC\Nastran 進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果及數(shù)據(jù)如圖 420~圖 436 所示，其中：圖 4圖 421 所示分別為該上層建筑吊裝時(shí)引起的結(jié)構(gòu)應(yīng)力云圖與變形 云 圖，圖 422~圖 436 所示 分別 為各層甲板結(jié)構(gòu)的應(yīng)力云圖。 工況一 ： 分析上層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)力與變形 （ 1） 載荷 上層建筑所受的 自身 重力， 總重量為 650t? =780t 作為計(jì)算值 （其中 650t 為上層建筑重量， 為安全系數(shù)） ； （ 2） 邊界條件 D. Deck 與 NAV. Deck 上左舷吊排上緣約束 x、 y、 z 三方向的位移；右舷吊排上緣約束 x、 z 三方向的位移。所有骨材均加在梁?jiǎn)卧?。建模過程中，根據(jù)該散貨船上層建筑施工圖紙， 許多地方需要開孔， 開孔的地方采用刪除網(wǎng)格的方法，但 是由于網(wǎng)格多為四節(jié)點(diǎn)四邊形單元，容易在直角 的 地方造成應(yīng)力集中，使得該區(qū)域應(yīng)力值過大，建模過程中為防止應(yīng)力過大，在開孔邊緣適當(dāng)增加板厚代替倒圓角。建模時(shí)長(zhǎng)度單位一律采用國際單位米（ m）。另外，為防止吊 排 附近甲板變形過大，亦應(yīng)將附近 1 m到 1． 5m范圍內(nèi)甲板加厚，因此， 吊排所在的 D. Deck和 NAV. Deck下方的圍壁應(yīng)采取加強(qiáng)措施，具體如圖 36所示 ， 板的 厚度由原來的 7mm增加到 25mm， 需要 注意的是， D. Deck吊排下方的圍壁的開孔， 在進(jìn)行整體吊裝過程中， 為了防止應(yīng)力集中，需 待上層建筑整體吊裝完成后再開，因此建模時(shí)，該地方的孔不開 。取安全系數(shù)，校核吊耳剖面剪切應(yīng)力、卸扣銷對(duì)吊耳擠壓應(yīng)力 ，吊耳平面外彎曲應(yīng)力 及 MAIN PLATE 和 CHEEK PLATE 間焊縫。 圖 31 176000t 散貨船上層建筑側(cè)視圖 10 圖 32 176000t 散貨船上層建筑正視圖 上層建筑吊裝方 案 船舶上層建筑整體吊裝方案設(shè)計(jì) 流程 吊排的布置原則如下： （ 1）吊馬安裝位置應(yīng)與分段重心對(duì)稱； （ 2）吊馬安裝位置一般設(shè)在分段的縱橫骨架交叉處，或者在分段的剛性構(gòu)件上； （ 3）吊馬安裝方向應(yīng)與受力方向一致； （ 4）采用落地翻身時(shí)，吊馬位置應(yīng)盡可能在分段重心平面內(nèi) 。 自下向上分別為 A 甲板（ A. Deck） 、 B 甲板（ B. Deck） 、 C 甲板（ C. Deck） 、 D 甲板（ D. Deck） 、E 甲板（ E. Deck） 、 駕駛甲板（ NAV. Deck） 、 羅經(jīng)甲板（ Compass. Deck） 。作為世界 CAE 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及最流行的大型通用結(jié)構(gòu)有限元分析軟件，它具有高度的集成能力和良好的適用性，從而使得 Nastran的分析功能覆蓋了絕大多數(shù)工程應(yīng)用領(lǐng)域，其分析功能包括靜力分析、模態(tài)分析、屈曲分析、熱應(yīng)力分析，動(dòng)力學(xué)分析、熱傳導(dǎo)分析 、非線性分析、流一固耦合分析、設(shè)計(jì)靈敏度分析及優(yōu)化分析、超單元，氣動(dòng)彈性分析、高級(jí)對(duì)稱分析及數(shù)據(jù)庫管理等。 對(duì)于解題的自由度數(shù)、帶寬或波前沒有任何限制，其不但適用于中小型項(xiàng) 目對(duì)于處理大型工程問題也同樣非常有效 , 并已得到了世人的公認(rèn)。 不但容易使用而且具有十分強(qiáng)大的軟件功能。 MSC/NASTRAN 軟件介紹 MSC/NASTRAN 是由 公司推出的一個(gè)大型結(jié)構(gòu)有限元分析軟件，其第一個(gè)版本出現(xiàn)于 1969 年，經(jīng)過幾十年的發(fā)展與完善， MSC/Nastran 已成為世界上應(yīng)用最為廣泛的有限元分析軟件，它 具有很高的軟件可靠性和優(yōu)秀品質(zhì)，眾多