目前，我國在大型遠洋秋刀兼魷魚釣船研發、設計及制造等方面還處于起步階段。國家發布的《船舶工業“十二五”發展規劃》已明確提出“抓緊研制適合我國遠洋漁業生產的高性能遠洋漁船”，并以船型開發為依托，突破設計和建造的一系列關鍵技術，開展核心配套設備的研制工作，形成能夠自主研發和自主建造的能力，因此，有必要加快開展多功能遠洋秋刀兼魷魚釣船的研發設計的強度分析。
      同時現代遠洋漁船日趨大型化，無論從船型還是結構特點來看，都有向國際商船看齊的趨勢，但是我國現行漁船建造規范沒有及時更新完善，從結構設計規范方面來說，已不能完全適應現代遠洋漁船的結構設計。為保證船體結構在船舶全壽命期內更加安全，全船有限元強度分析是很有必要的，分析結果可為漁船優化設計提供參考，對大型多功能遠洋漁船全船結構強度直接計算具有指導作用。
      在此背景下，參照國際商船規范及其他運輸船優秀研究設計成果，基于漁船規范完成了某大型多功能遠洋秋刀兼魷魚釣船結構的初步設計。在此基礎上，本研究以該船為目標船，進行了全船有限元強度分析。
      1船舶相關參數
      目標船為某大型多功能遠洋秋刀兼魷魚釣船，主要工作海域為阿根廷、日本海域。
總長L    垂線船長LFF
計算船長L
型寬B
型深D
結構吃水d
方形系數C
設計航速V
      2水動力載荷計算
      水動力載荷計算是全船有限元分析的關鍵一步，目標船水動力載荷計算用法國Bv船級社的HYDROSTAR軟件來完成。
      2.1船體外殼面元模型的建立
      本船的外殼面元模型原點位于尾垂線水線面處，并保證水線面處有單元節點，且各單元法向指向舷外。xyz坐標中，，軸從船尾指向船首方向，y,軸從船中指向左舷方向，軸從水線面指向主甲板。建立模型時，模型網格過大則計算精度不夠，過小則需要耗費大量的計算時間，因此取為2檔肋骨或縱骨間距。為保證計算結果的精度，水線面處應作為水動力網格的邊界。滿載工況下，濕表面、水線面和干舷模型如圖所示。
      2.2計算方式和參數
      基于三維勢流理論進行水動力分析，水深取為無限水深；計算航速取零；波浪頻率按波長與船長比(dlL)范圍的0. 2-3選取，即0. 5-2. 5 rad/s，長取0. 1 rad/s；計算浪向角0-180°，間隔100；波浪譜采用PVI波浪譜；波浪散布圖為全球波浪散布圖，其涵蓋了工作區域的最惡劣海況。
      2.3計算工況
      根據裝載手冊和散貨船有限元分析的經驗，計算如下2個工況：壓載捕魚(無魚貨，燃油70%)和滿載離漁場(魚貨100 %，燃油30%)。按照裝載手冊中該裝載工況下船的質量分布在軟件里輸入質量分布數據，保證浮力與重力的平衡。
      2.4波浪彎矩剪力計算
      目前波浪彎矩和剪力計算有2大方法：國際船級社協會(IACS)統一的計算式(規范計算)，各船級社均己采用IACS統一的計算公式，波浪載荷預報(水動力直接計算)，根據波浪譜和波浪資料，計算波浪載荷長期預報值，進而得到波浪彎矩剪力的設計值，計算一般通過相應的軟件來實現。
      根據中國船級社(CCS)、英國勞氏船級社LR、德國船級社(GL)等船級社規定，對于船長大于等于65 m的船舶應校核其總縱強度，且規范適用范圍為：LlB>SBID<2.SC。對于目標船，LlB=5.930 >BlD= 1.541>0.677，與規范臨界值比較接近。如果波浪彎矩和剪力用規范計算，誤差可能會較大，因此除規范計算外，對目標船的波浪彎矩和剪力還采用了水動力直接計算，以便比較。
      通過水動力直接計算，可以得到沿船長不同位置的垂向波浪彎矩、剪力的長期統計值，但考慮到采用的分析方法是基于線性理論，得到的波浪彎矩和波浪剪力在中拱和中垂時是完全相同的。而實際上由于非線性效應，對于中拱狀態和中垂狀態下波浪彎矩和波浪剪力應取不同的設計值，波浪載荷的直接計算結果應進行非線性修正。

                                                                                  專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
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