【独家推荐】茫茫大海上，你的三体船航行安全吗？

所谓三体船，是由3个船体组成，一个主体，两个片体，两侧片体可以看成是附体，排水量只占总排水量的10%以下，每个片体的长度小于船舶总长的1/3。3个瘦长的船体共享一个主甲板及上层结构，与单体船相比，其甲板空间大，平稳性好，不仅能提高在高海况下的耐波性能，而且快速性也好。

随着船舶在波浪中航行，且装载情况又常发生变化，使得船舶构件长期处于交变应力状态下，这种变化载荷周期性的累积效应就会造成疲劳破坏。由疲劳损伤为主要原因而造成的海损事故屡有发生，而三体船因特有的连接桥，该结构处的应力集中问题更为严重，疲劳强度问题非常突出。

为保证三体船在海上航行的安全性，了解三体船的疲劳特性，大连海事大学的甄春博老师针对该问题进行了研究。

基于直接计算的三体船结构疲劳强度影响因素分析

甄春博 , 王天霖 , 于鹏垚

中国舰船研究, 2017, 12(3): 86-90.

论文背景

三体船因具有特有的连接桥结构，其受力情况明显不同于常规船型，连接桥结构处的应力集中问题比较严重，疲劳强度问题特别突出，而各国船级社规范中却没有关于三体船的疲劳分析方法和指导性规范。

因此，文章开展了三体船结构疲劳强度方面的研究，用以为今后设计开发三体船、改进其结构节点设计提供参考，并提高三体船的安全可靠性。

船体结构的疲劳分析方法可以分为简化算法和直接计算法2类，谱分析法作为直接计算法的一种，在所有船体结构疲劳分析方法中被认为是最精确的，并且已经在工程中得到广泛应用。

该方法因是建立于真实的海况和装载基础上，涉及复杂的水动力和有限元分析，并且还需要考虑不同的装载、波频和航向组合后的上百种工况，计算量非常巨大且周期长。但对于高速三体船这一类新船型，应用谱分析方法来尽可能地准确评估关键节点的疲劳寿命还是十分有必要的。

论文主要内容

文章以某型某排水量为600 t的高速三体船为例，结合船体在不同浪向和频率下的结构应力响应，经过对比和筛选，确定了4个疲劳校核的热点部位。

首先，采用三维线性势流理论方法计算船体运动及外部水动压力的分布；然后，将外部水动压力和与船体运动有关的各种惯性力施加到船体结构有限元模型上，得到应力响应，并进行疲劳损伤计算；最后，采用谱分析方法，探讨不同海域和浪向时间分配等因素对疲劳损伤直接计算的影响。结果显示：

1）三体船疲劳损伤较大的部位主要集中在FR83连接桥在主体部位的间断处，以及连接桥与主体的连接部位，因此在进行结构设计时应特别予以注意，需进一步加强与优化。

2）采用中国沿海海况海浪散布图进行计算时，疲劳累积损伤较大，而按常规等浪向时间分配计算时，疲劳累积损伤度偏小。

三体船典型节点细化模型

作者简介

甄春博，男，1982年生，博士，大连海事大学讲师。主要从事船舶结构疲劳强度评估方面的研究。

[1]甄春博，王天霖，于鹏垚. 基于直接计算的三体船结构疲劳强度影响因素分析[J]. 中国舰船研究，2017，12(3)：86-90.

[2]邓琦，毛筱菲，吴铭浩. 主体瘦长度对三体船耐波性和波浪载荷的影响[J]. 中国舰船研究，2016，11(6)：8-14.

[3]黄晓琼,陈立,杨雄辉,周心桃 . 三体船连接桥结构波浪载荷研究 [J]. 中国舰船研究, 2009, 4(4): 42-46.

[4]黄晓琼,陈立,杨雄辉,周心桃 . 三体船波浪诱导载荷计算研究 [J]. 中国舰船研究, 2008, 3(5): 16-20.

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