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    下排浮船坞坞体结构强度有限元分析

    发布于:2022-09-26 20:08

          船舶在建成后需要下水,由于建造场地的限制,考虑采用下排式浮船坞的下水方式。这种方式是把船舶产品搁置在船台小车上,小车放在轨道上,然后把船舶牵引至浮船坞上,通过浮船坞把船舶运到下水区域后,浮船坞灌水下沉,使船舶完成下水作业。本文首先讨论船舶产品用垫木小车支承后,船舶产品纵向弯矩和轨道反力的变化,进而讨论采用三个支墩的浮船坞搁置方案时,在作业工况下,三个支墩总的受力以及浮船坞所受到的弯矩、剪力状况。并对浮船坞结构进行三维强度有限元分析,为浮船坞和支墩的设计提供依据。
          1)浮船坞主要参数为:
          总长:156.00m
          浮箱长:149.44m
          坞墙长:140.10m
          浮坞宽:44.00m
          (2)浮船坞的主要剖面参数浮船坞的主要剖面参数沿坞长方向分布如表1所示。
          (3)浮船坞在空坞状态时的自重分布浮船坞在空坞状态时,假定浮船坞的浮力与浮船坞的压载水重量相抵消,可视空坞重量为10161t,由三个支墩承受。此时空坞自重支持状态沿浮船坞长度方向的分布如图1所示。
          (4)浮船坞在下排状态时的重量分布浮船坞在下排状态时,浮船坞自重加压载水重量扣除浮力后为6661t,分布如图2。
          (1)设下排船舶产品的主要计算参数为:
          船长:131.00m
          重量(包括下排小车):3500t
          (2)下排船舶产品的重量分布假设下排船舶产品有两种重量分布,第一种为非均匀分布,分布图如图3所示。第二种重量分布为均匀分布,每站之间重量为175t,每米重量26.71t。
          (3)下排船舶产品的惯性矩分布下排船舶产品惯性矩沿船长的近似分布如图4所示。
          当把船舶牵引到浮船坞上时,下水的船舶产品是搁置在船台小车上的,小车放在轨道上,然后把船舶牵引至浮船坞上。所以要研究船舶产品用垫木小车支承后,船舶产品的纵向弯矩和轨道反力的变化,以及浮船坞总体变形引起的轨道变形对下排船舶的影响。
          船台小车采用红松垫木,其弹性模数为E1=58.4MPa,垫木的尺寸为长度100cm,宽度30cm,高度20cm。
          船舶产品搁置在船台小车上,小车把作用力传递到轨道上。如果小车是完全刚性的,则它把船舶产品的力直接传递到轨道上,而且此时船舶受到的总纵弯矩作用也是很小的。由于小车有垫木和横梁存在,所以它有一定的刚性,此时船舶产品实际上是放置在弹性支撑基座上的。弹性基座作用使船舶产品产生了变形和垂向位移,并使作用在轨道上的压力产生了变化。有限元计算模型采用梁单元模拟船体,用杆单元模拟小车的支撑刚度。有限元模型见图5。船体梁离散为44个梁单元,船台小车的支撑刚度离散为40个杆单元。第一个杆单元距艉端1.5m,最后一个杆单元距艏端1.5m,中间均匀布置40个杆单元,梁单元的刚度和重量按图3和图4所给定的参数选取。


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