(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211182336.5 (22)申请日 2022.09.27 (71)申请人 李林 地址 430000 湖北省枝江市百 里洲镇刘巷 村2组 (72)发明人 李林　 (74)专利代理 机构 北京国坤专利代理事务所 (普通合伙) 11491 专利代理师 赵红霞 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/15(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种罐式水泥船的LNG罐基座的应力的有限 元分析计算方法 (57)摘要 本发明公开了一种罐式水泥 船的LNG罐基座 的应力的有限元分析计算方法， 涉及船舶安全技 术领域， 具体为一种罐式水泥船的LNG罐基座的 应力的有限元分析计算方法， 包括局部结构模 型， 所述局部结构模型包含了LNG罐基座和船体 支承构件。 该罐式水泥船的LNG罐基座的应力的 有限元分析计算方法， 通过本申请提出的罐式水 泥船的LNG罐基座的应力的有限元分析计算方 法， 经过有限元建模和计算分析， 可以发现了船 体LNG罐基座附近的应力水平以及结构强度， 进 而方便工作人员及时采取应对措施， 同时本申请 中的LNG罐基座的有限元分析方法具有通用性， 可为相关船型的工程设计人员提供一定的借鉴 作用， 提高了该罐式水泥船的LNG罐基座的应力 的有限元分析计算方法的适应性。 权利要求书2页 说明书7页 附图1页 CN 115510705 A 2022.12.23 CN 115510705 A 1.一种罐式水泥船的LNG罐基座的应力的有限元分析计算方法， 其特征在于： 包括局部 结构模型， 所述局部结构模型包 含了LNG罐基座和船体支承构件， S1： 强度计算； 采用三维板梁组合单元的有限元模型， 计算模型一般取独立液货舱所在 区域两横舱 壁间舱段 结构， 且分别向首尾各延伸一个或两个强横梁间距， 根据相关规范要求， 并考虑本模型的实际情况， 对本计算模型设置约束条件， S2： 计算工况； 根据船舶应用天然气燃料规范(2021)的相关规范要求， LNG基座结构承受的载荷主要 包括： 重力载荷(燃料舱和绝热层的重量， 以及塔架和其他附件产生的载荷)； 风载荷、 上浪 载荷； 碰撞载荷； 船舶运动产生的载荷； 静横倾载荷， 本模型考虑的载荷组合工况如 下： 工况1： 船舶运动 工况； 工况2： 碰撞工况； 工况3： 静横 倾20°工况， 所有工况均包含燃料罐重力和燃料罐所受的风载荷， 因船舶运动具有随机性， 故本船分别按船舶运动不同方向对船舶运动产生的载荷、 风载荷、 碰撞载荷等载荷按船舶 运动方向分别做载荷叠加， S3:1600t级罐式水泥船L NG基座及附件相关船体结构强度计算； 本船为航行于珠江水系A/B级航区的尾机型尾、 艏驾驶自航罐式水泥船， 本船主要用来 运输散装 水泥， 本船LNG罐位于开敞甲板的甲板 室前方， 并设有900 mm高的独立隔离舱， 相关 参数如下： 本船为1600t级罐式水泥船的LNG动力船舶， 总长59,10m、 型宽12,80m、 型深3, 85m、 设计吃水3,05m/3,15m、 航 区为内河A/B级， LNG罐充液后满载总质量为24600kg、 LNG罐 直径为3120m m， S4： 有限元模型； (1)坐标系统； 模型建立采用右手直角坐标系： x轴沿船舶纵向， 向首为正； z轴沿高度方向， 向上为正； y轴沿船宽方向， 向左舷为 正， (2)单元及网格； 有限元模型的构建尺寸均取图纸中标定值(即建造尺寸)计入， 模型中考虑了构件的构 造细节， 计算模型中采用了以下三种单 元： 板(sheII)单元： 主要构件为板壳结构； 梁(beam)单元： 次要构件及主构件的面板等用梁单元来模拟， 其剖面特性应计入梁与 板连接的偏心设置； 板单元以矩形单元为主， 大多数板单元的网格大小以纵骨间距和肋距为基准， 边长比 不超过1:2； 在一些 过渡、 连接处采用少量 三角形单元， 梁单元依板单 元的边建立； 梁单 元按照设计考虑截面、 方向和偏心， (3)模型范围； 有限元模型的构 建尺寸均取图纸中标定值计入， 模型范围为： 取FR3～FR22的全宽全高 模型， S5： 强度校核及应力分析； 本模型计算的结果， 以应力云图的形式展示， 在各作业工况下船体支撑结构各主要构 件的应力， 主要有σ e－单元VonMises应力、 σ l－船长方向的应力、 σ w－船宽或型深方向的应权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115510705 A 2力、 σ z－梁单 元节点合成应力、 τ －剪应力等， 经过有限元建模和计算分析， 发现了本船LNG罐基座附近的应力水平较高， 应做适当的 结构加强， 采取加厚LNG罐基座板厚及在基座附近设置良好的过渡肘板以避免应力集中等 措施。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115510705 A 3