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　　摘要：本文利用有限元分析软件MSC.Patran/Nastran对某300 t级高速船总强度进行直接计算，介绍了计算模型的建立过程、载荷加载方法及边界条件的设置，并对计算结果进行了分析，可为同类高速船总强度直接计算提供一定的参考。

　　关键词：总强度；直接计算；惯性释放；有限元分析

　　中图分类号：U663.2文献标识码：A

　　Direct Calculation of Overall Strength for 300 t Custom Boat

　　CHEN Nanhua

　　( Guangzhou Marine Engineering Corporation, Guangzhou 510250 )

　　Abstract: Direct calculation of overall strength for 300 t high speed boat is carried out by finite element analysis software MSC.Patran/Nastran. The techniques of establishing model, dealing with load, setting boundary conditions are presented, and the results are analyzed. The paper can provide some references for direct calculation of overall strength for the same type of high speed craft.

　　Key words: overall strength; direct calculation; inertia relief; finite element analysis

　　1引言

　　中国船级社《海上高速船入级与建造规范(2012)》（以下简称《规范》）对单体高速船直接计算提出了更严格的要求：对于船长大于50 m的单体船应进行全船结构强度的直接计算验证。本文基于《规范》中高速船船体结构直接计算指南的要求，利用有限元分析软件MSC.Patran/Nastran对某300 t级高速船总强度进行了直接计算，介绍了计算模型的建立过程、载荷加载方法及边界条件的设置，并对计算结果进行了分析，可为同类高速船总强度直接计算提供一定的参考。

　　2船舶概况

　　本船航行于近海航区，主船体为单底、单甲板纵骨架式钢结构，甲板室为纵骨架式铝合金结构。其主要尺度及参数如下：

　　总长54.93m

　　计算船长 51.75m

　　型宽7.60m

　　型深4.20m

　　结构吃水 2.15m

　　排水量 388.7t

　　最大航速 32.kn

　　3有限元模型

　　3.1模型的建立

　　有限元模型采用全船整体3维模型，主船体及甲板室结构均在模型中予以表达，见图1。总体坐标系取右手直角坐标系，原点取在船纵中剖面内尾垂线（#0）和基线相交处，x轴沿船长向首为正方向，y轴沿船宽向左舷为正方向，z轴沿型深向上为正方向。

　　图1全船有限元模型

　　3.2单元类型及模型规模

　　结构中的板材和主要支撑构件的腹板用板单元模拟；纵骨、主要支撑构件的面板、支柱等用梁单元模拟，并考虑各构件的实际截面和偏心。

　　模型网格尺寸纵向以肋距，横向、垂向以纵骨间距为基准进行划分。模型中共有26 024个节点，29 362个板单元，22 517个梁单元。

　　3.3材料参数

　　本船主船体为钢结构，其中舷侧板、船底板、舷侧纵骨、船底纵骨为L907A，其余为B级钢。钢的弹性模量为2.06×105 MPa，泊松比为0.3，L907A焊接后的屈服强度为390 MPa，B级钢焊接后的屈服强度为235 MPa。

　　甲板室结构材料为铝合金，其中甲板及外围壁使用带筋板，牌号为6082-T6，其余板材为5083-H321/H116，型材为6082-T6。铝合金弹性模量为0.69×105 MPa，泊松比为0.33，焊接后的屈服强度统一取为115 MPa。

　　3.4载荷计算及加载