一种管单元和步桥单元支架优化有限元分析方法与流程-k8凯发

本发明涉及船体强度分析仿真，具体是指一种管单元和步桥单元支架优化有限元分析方法。

背景技术：

1、在油轮甲板管单元支架和步桥单元结构的常规设计中基本上是凭借经验和参考同类型船舶的结构尺寸进行设计的，这些结构的设计多年来没有大的结构尺寸变化。随着科学技术的进步，计算机软硬件计算能力的提高，船舶行业相应计算软件的成熟运用，对mr油轮甲板上单元支架和步桥单元结构设计进行优化有了可能。

2、有限元分析方法是当前船舶结构强度设计中最为可靠的分析预报方法之一。通过有限元分析可以准确的预报船体结构的强度，并根据分析结果判断结构强弱并进行相应的结构加强和弱化，从而达到载荷的有效传递，进而使结构设计达到最合理，保证结构的强度安全。

3、鉴于以上，有必要提出一种管单元和步桥单元支架优化有限元分析方法来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决上述技术问题，而提供一种管单元和步桥单元支架优化有限元分析方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种管单元和步桥单元支架优化有限元分析方法，包括以下方法：

3、步骤一：建立船体的舱段建立三维模型，以船体的主甲板为基础，在主甲板上建立管单元支架、步桥单元支架、管道模型；

4、步骤二：对三维模型进行部分简化，并把管单元支架、步桥单元支架进行网格的划分；

5、步骤三：对划分网格后的船体三维模型定义属性，包括船体舱段材料属性、主甲板材料属性、管单元支架材料属性、步桥单元支架材料属性、管道材料属性；

6、步骤四：对管道内流体性质进行定义，包括流体原料、流体密度、流体温度、流速、管径，形成有限元模型；

7、步骤五：将有限元模型导入分析软件进行网格分析，所述网格分析中包括模拟船舶航行和靠港的多种工况。

8、进一步的，所述管单元支架和步桥单元支架采用50×50mm的网格大小进行完整模拟。

9、进一步的，所述分析软件为csr fe analysis v2。

10、进一步的，所述管道包括电缆管、消防水管、蒸汽管、燃油管、惰性气体管、泡沫管、洗舱水管。

11、进一步的，所述工况包括静载荷与动载荷组合工况或者仅静载荷工况。

12、进一步的，还包括根据有限元分析结果对管单元支架、步桥单元支架、管道进行结构修改。

13、进一步的，对存在较大强度冗余的结构降低结构尺寸和厚度；对于强度不足的区域增加板厚或者正价支撑肘板；管道的材质、壁厚的调整。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果是：在patran软件中对船体三舱段进行有限元建模，并把管单元支架和步桥单元支架利用细网格进行模拟出来。把模型导入到美国船级社和英国劳氏船级社共同开发的csr fe analysis v2软件中进行三舱段细网格分析，由于csr fe analysis v2软件中充分考虑了船舶航行和港口的各种工况，从而使油轮管单元和步桥单元结构的有限元分析结果更加全面和科学。参考共同结构规范要求，对其分析结果进行评估，对弱的结构进行加强，对强结构进行弱化，从而达到结构的优化设计。

技术特征：

1.一种管单元和步桥单元支架优化有限元分析方法，其特征在于，包括以下方法：

2.根据权利要求1所述的一种管单元和步桥单元支架优化有限元分析方法，其特征在于，所述管单元支架和步桥单元支架采用50×50mm的网格大小进行完整模拟。

3.根据权利要求1所述的一种管单元和步桥单元支架优化有限元分析方法，其特征在于，所述分析软件为csr fe analysis v2。

4.根据权利要求1所述的一种管单元和步桥单元支架优化有限元分析方法，其特征在于，所述管道包括电缆管、消防水管、蒸汽管、燃油管、惰性气体管、泡沫管、洗舱水管。

5.根据权利要求1所述的一种管单元和步桥单元支架优化有限元分析方法，其特征在于，所述工况包括静载荷与动载荷组合工况或者仅静载荷工况。

6.根据权利要求1所述的一种管单元和步桥单元支架优化有限元分析方法，其特征在于，还包括根据有限元分析结果对管单元支架、步桥单元支架、管道进行结构修改。

7.根据权利要求6所述的一种管单元和步桥单元支架优化有限元分析方法，其特征在于，对存在较大强度冗余的结构降低结构尺寸和厚度；对于强度不足的区域增加板厚或者正价支撑肘板；管道的材质、壁厚的调整。

技术总结
本发明公开了一种管单元和步桥单元支架优化有限元分析方法，包括以下方法：步骤一：建立船体的舱段建立三维模型；步骤二：对三维模型进行部分简化，并把管单元支架、步桥单元支架进行网格的划分；步骤三：对划分网格后的船体三维模型定义属性；步骤四：对管道内流体性质进行定义；步骤五：将有限元模型导入分析软件进行网格分析，所述网格分析中包括模拟船舶航行和靠港的多种工况。把模型导入到csr fe analysis v2软件进行三舱段细网格分析，由于csr fe analysis v2软件中充分考虑了船舶航行和港口的各种工况，从而使油轮管单元和步桥单元结构的有限元分析结果更加全面和科学。对分析结果进行评估，对弱的结构进行加强，对强结构进行弱化，从而达到结构的优化设计。

技术研发人员：祁瑁富,李运动,沈科,彭萧宇
受保护的技术使用者：中船澄西船舶修造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8