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随着中国汽车工业和汽车贸易的不断发展,带来了对汽车滚装船的旺盛需求,中国滚装船运输迎来了良好的发展机遇。尤其三峡大坝蓄水成功及升船机的应用,改善了长江水系的通航条件,提高了营运效率,大大刺激了内河汽车滚装船的发展。 汽车滚装船为了方便车辆运输及装载,在货舱区不设置横舱壁,且对甲板强横梁及纵桁的尺寸有严格的限制,主甲板以上甲板几乎贯通,使滚装船的刚度、总纵强度、横强度和甲板板架局部强度都面临极大的挑战。为提高船舶的经济性,滚装船一般设置多层甲板,为减小甲板纵、横向构件的跨距,一般在两层甲板间设置几排支柱,这会导致与支柱连接的甲板构件承受较大的剪力。随着对滚装船需求的逐步增加,汽车滚装船的结构强度问题越来越受到设计人员的关注。 本文首先对滚装船全船结构强度直接计算方法进行研究,对其中的关键技术及基本流程进行梳理。然后采用滚装船全船结构直接计算方法,以某850车位商品轿车滚装船为例,建立目标船全船结构有限元模型,将包括重力、车辆(轮印)载荷、舷外水压力在内的载荷以恰当的方式施加到全船有限元模型中,对舷外水压力进行平衡调整,按照规范要求对全船主要构件变形及应力进行校核与评估。最后从全船模型中截取合适的局部模型,施加恰当的载荷和边界条件,对目标船横强度和甲板板架局部强度进行校核,评估其结构的安全性,并与全船结构强度直接计算结果进行对比。 通过计算,目标船绝大部分构件总纵强度可满足规范要求,目标船横强度、板架局部强度均可满足规范要求。全船结构强度直接计算比规范计算更全面、具体,可以更好地保证结构的安全性。通过对比得到横强度、板架强度比全船结构强度直接计算结果小,前面两者不足以保证结构的安全性。通过本文的工作,总结了一套滚装船全船结构直接计算的基本流程,为计算人员提供参考。针对滚装船特有的横强度问题,将滚装船C甲板采用柔性设计理念进行设计,通过对比刚性设计与柔性设计所得的变形及应力水平,总结了两种设计抵抗横向载荷的优缺点,对设计人员在进行滚装船设计时具有一定的参考价值。