说说回转式打桩船结构强度CAE分析

宝颜制造

侧向打桩和起重时，将产生扭转力矩，在船体剖面中引起扭转剪应力，它与弯曲剪应力叠加将相当可观，因此扭转强度亦必须认真对待。有限元分析的相关问题可以到网站了解下，我们是业内领域专业的平台，您如果有需要可以咨询，相信可以帮到您，值得您的信赖！http://www.nataid.com/

综上所叙，回转式打桩船的船体结构强度问题比一般船舶更为突出，加之目前尚现成规范可遵循，所以结构设计时主要应以强度CAE分析计算为依据。尤其是首部，必须采取特别的措施，以保证打桩船的安全可靠。

同一般船舶一样，回转式打桩船的骨架型式亦可为纵骨架式、横骨架式、混合骨架式甲板船底为纵式，船侧为横式3种。但不同尺度的回转式打桩船采用何种型式为佳，必须在不向方案结构设计的基础上，以强度计算为依据进行分析探讨。

现以主尺度回转式打桩船为例，迸行3种方案的设计和强度计算。

该铅体采用箱形结构，内设两道纵仓壁，在纵中剖面设一道纵向析架。架前倾桩工况为例，画出剪力与弯矩图，方案的横以纵骨架式桩计算中可得出如下结论：

1从质量总纵强度，横向强度几方面综合考虑，船长在50左右的回转式打桩船宜采用设有两道纵苍壁，纵中部面有一道纵析架的纵骨架式或混合骨架式的基本结构型式，长较小时来用横架骨式亦可。

在该尺度下，3种骨架式差别不甚大。在所有的工况中，骨架式质量比较轻，但总纵强度比横骨架式为好。这是因为纵骨架式纵向构件较多，板格的欧拉应力较高，因此铅体抵抗总纵弯曲的能力较强。所以当晤长较长或受总纵弯曲力矩较大的船采用为佳。

横骨架式质量比较重，但强度却较差。横向强度、肋板处弯曲应力基本不变，以哈侧和甲板强骨材由于普通骨材的存在，应力明显降低。其原因是纵向构件较少，板格的欧拉应力较低，抵抗总纵弯曲的能力较差。为了提高总强度，构件尺寸必须加大，导致质量增加，但因横向构件密集，对承受局部载荷有利，所以当船长较小或总纵弯曲力矩不大时常采用。

混合骨架式虽质量比纵骨架式稍重，但总纵强度和横向强度略于纵骨架式。因为它又寸于前两种骨架式的点兼而有之，但施工较复杂，一般大船常采用。

2由总纵强度计算一叮知，此类船因甲板开口较小，仓壁后纵弯曲正应力不算太大，但剪应力仍较突出，而且比较大值发生在首端剖面突变处。分站处(本总强度算程序沿船长的分站数不一定，可根据需要任意分一站)。从扭转强度计算可知，比较大扭转剪应力亦产生在该剖面处。由此可见首部结构是全的关键所在，受力大而复杂，设计时应慎重考虑，有条件时建议进行模型试验，对其结沟强度作进一步研讨。

计算时必须将其化成沿船长方向分布的荷重，具体方法如下：这样即可将作用回转圈上的桩架荷重，化为沿船长相应分站号范围内之分布荷重，然后将每项重量大小，重心位置，分布范围输入计算机程序中，全部计算由编制的总纵弧度外力计算机程序完成。

由于剪应力突出，为了较精确的进行计算，采用闭式剖面剪力流的计算方法。因为是弯曲剪应力，应满足变形协调条件。

为了考虑内骨对肋板的支持作用，采用的方法是：先进行板架计算，将船底板架视为多根交叉构件的平面板架，用有限元程序进行计算，求出纵仓壁间肋板与内骨各交叉节点处的位移，如29,30,31,32各点位移。计算时肋板在纵仓壁处，内骨在横仓壁处均为刚性固定。

在进行肋骨刚架计算时，将上述位移作为限定位移加在肋骨刚架的相应节点上，如29,30,31,32各点位移在刚架计算时即为6,7,8,9点的位移V6,V7,V8,V9。