毕业设计 --集装箱船进行结构设计及校核目录摘要 (2)Abstract (3)1绪论 (4)2规范设计部分 (6)2.1 概述 (6)2.2 外板 (6)2.2.1 船底板 (6)2.2.2舭列板 (7)2.2.3 舷侧列板 (8)2.2.4 舷顶列板 (9)2.2.5 甲板板………………………………………………………… (9)2.3 船底骨架 (11)2.3.1单层底 (11)2.3.2双层底 (11)2.4 舷侧骨架 (14)2.4.1#9--#33 (14)2.4.2 (16)2.4.3#175--#181 (19)2.4.4其他位置 (21)2.5甲板骨架 (23)2.6支柱 (27)2.7舱壁……………………………………………………………………………………………………………………… (27)2.8首尾柱 (29)2.9船端加强 (30)2.10主机基座 (32)2.11上层建筑及甲板室 (32)2.12舷墙及其他 (35)2.13船体舯剖面模数 (36)3直接计算部分 (39)3.1 建模阶段 (39)3.2 边界条件 (42)3.3 惯性释放 (43)3.4结果及分析……………………………………………………………………………………………………………………… (44)4 总结 (50)参考文献 (52)附录 (53)致谢 (54)摘要本文依据中国船级社《钢质海船入级与建造规范》（2009）对沿海航区的10000DWT集装箱船进行结构设计及校核。

并在设计校核的基础上，用Patran建立舱段有限元模型(一个整舱，两个半舱)，对在装载20ft集装箱和40ft集装箱两种情况下的横向强度应用指南要求和惯性释放两种计算方式进行直接计算、分析,并指导了结构的修改。

结果表明，该船结构符合规范要求，直接计算也基本符合强度要求，另外两种计算方式都是可行的。

主要目的是：熟悉集装箱船的结构特点，规范设计的一些注意问题，熟悉有限元分析软件。

本文的主要特色是：应用规范进行结构设计校核，同时用有限元分析软件对其进行了仿真分析。

关键词：集装箱船结构，规范设计，有限元AbstractAccording to Rules for Classification of Sea going Steel ships 2009 CCS ，this papercarry out the structural design of 10000DWT container ships with standard method. Then we build the FEM model of one piece of the ship with Patran and analysis the local strength when it carrys 20ft and 40ft container with two method (according to the standard and inertia relief), and modify the structure with the result. The result shows that the strurcture meet the standard well and the local strength fit the allowed strength. The two methods are all aviliable.The main purpose of this article is that familiar with the structural of container ship and MSC.Patran&Nastran, important points we should focus on in the standard. The main feature of this article is that we check out the structure of the container ship with the standard method and the FEM methodKey Words: the structure of container ship, standard method, FEM1 绪论集装箱船的主要特点是为布置型船舶，它的主尺度是跟总布置，集装箱的布置有关。

货舱区舱段长度，宽度，舱口围板的高度，船宽等都是在集装箱尺寸的基础上制定的，并且集装箱的箱角处一般设置纵桁及加强，所以双层底的纵骨间距，纵桁位置也是根据集装箱尺寸定的，舷侧的平台位置基本与集装箱位置对应，所以确定了舷侧、纵舱壁纵骨位置。

其它位置就可以根据连续性要求确定了。

集装箱船装载的集装箱有两种：表1-1 集装箱尺寸尺寸名称高度mm长度mm宽度mm最大重量Kg 20ft ICC 2591 6058 2438 2400040ft IAA 2591 12192 2438 30480为了装更多的集装箱，集装箱船通常设计成大的货舱开口和狭长的甲板条的船舶, 这使得船体的水平弯曲、扭转效应、横向强度在其总纵强度中所占有的比例明显上升, 舱口角隅处也会有明显的应力集中。

而随着货舱开口的宽度增加, 应力集中也越明显, 在机舱前端壁为纵横构件的交汇处, 应力集中达到了最大。

一般船舶货舱上甲板角隅采用抛物线型,椭圆型,圆弧型。

对于本船，名为集装箱船但是可能出于改装散货的考虑，不是典型的集装箱船，因为有顶边舱，而且横舱壁到舱口围板有间距，这都不是集装箱船应有的。

底部、舷侧为纵骨架式，甲板为横骨架式。

设有舱口盖，甲板以上的集装箱比舱内集装箱多两列，布置在舷侧和舱口围板之间。

船底纵骨间距为625mm，纵桁间距为2500mm，接近一个集装箱宽度。

根据任务书只做结构校核部分，对于其做一简单介绍：确定结构尺寸的一般顺序是，首先选择合适的结构形式，确定肋骨间距（与总体设计师协商决定）。

然后，可按外板、甲板、船底骨架、舷侧结构、甲板骨架、及支柱、舱壁、首尾柱、首尾结构、上层建筑及甲板室、机炉座、其它等总纵强度校核等顺序，查规范公式进行计算，并选定结构尺寸。

所用软件介绍:MSC.Patran是一个集成的并行框架式有限元前后处理及分析仿真系统。

MSC.Patran 最早由美国宇航局（NASA）倡导开发, 是工业领域最著名的并行框架式有限元前后处理及分析系统，其开放式、多功能的体系结构可将工程设计、工程分析、结果评估、用户化设计和交互图形界面集于一身，构成一个完整的CAE集成环境。

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有限元模型的编辑处理、单元设定、任意梁截面建模、边界和载荷定义以及交互式计算结果后处理。

模型建好后,MSC.NASTRAN即可进行分析, 如动力学、非线性分析、灵敏度分析、热分析等等。

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MSC.NASTRAN具有开放式的结构，全模块化的组织结构使其不但拥有很强的分析功能而又保证很好的灵活性,使用者可针对根据自己的工程问题和系统需求通过模块选择、组合获取最佳的应用系统。

此外，MSC.NASTRAN还为用户提供了强大的开发工具DMAP语言。

2.1 概述本船为双底，货舱区设顶边舱，船底、甲板及顶边舱为纵骨架式，其它为横骨架式。

结构按中国船级社《钢质海船入级与建造规范》(2009)对沿海航区要求进行设计。

有限航区构件按第一章第八节折减。

主要尺度如下：总长132.6 m水线长125.8 m两柱间长122 m计算船长122 m型宽18.6 m型深9.5 m计算吃水7.38 m方形系数0.822 (计算吃水)梁拱0.36 m肋距0.6 m (尾-#9,#175-首)0.65m0.625 m (纵骨间距)标准肋距0.695 mL——计算船长，m，但计算时取不必大于200m；沿夏季载重线由首柱前缘量至舵柱后缘，但不应小于夏季载重线总长的96%，且不必大于97%。

这里取两柱间长，且122m满足要求。

2.2 外板2.2.1 船底板2.2.1.1船中部0.4L 区域 9.0)230(043.01⨯+=b F L s t= 9.47 mm式中 s 取 0.695 m, L = 122 m, Fb = 1。

b F h d s t )(6.512+=×0.9= 10.43 mms ——肋骨间距，m ，计算时取值应不小于肋骨的标准间距；，首尾取和0.6相比的小值。

d ——吃水，m ；L ——计算船长，。

F ——折减系数，见本章2.2.5.7；h= 0.26C, 计算时取不大于0.2d ；C=8.375（2.2.3.1）(式中 s 取 0.695 m, d = 7.38 m, h1 = 1.476 m, Fb = 1 )实取： 12 mm(按要求取值应不小于2.3.1.4计算值)。

2.2.1.2离船端0.075L 区域bS S L t )6035.0(+= ×0.9 = 9.61 mm(式中 s 取 0.65 m, sb = 0.6 mm, L = 122 m)实取：14 mm 满足要求。

2.2.1.3平板龙骨平板龙骨宽度:(按2.3.2.1)= 1327 mm平板龙骨厚度不小于船底板厚度 + 2 = 12.43 mm 。

实取：平板龙骨厚度 16 mm, 宽度 1800 mm 。

2.2.1.4局部加强轴毂处包板、尾柱或尾轴架处外板不小于端外板的1.5倍, 即 14.4 mm,也不小于中部外板厚度, 即 10.43 mm 。

实取：轴毂等局部加强处外板 18 mm 。

2.2.2 舭列板舭列板厚度, 当舭列板处为纵骨架式时, 应不小于按本节2.3.1.3 计算所得。

所以实取：舭列板厚度为12mm 。

2.2.3 舷侧列板2.2.3.1船中部0.4L 区域舷侧1/2D 以上区域 (按2.3.4.3) d F L s t )110(06.011+== 8.74 mm(式中 s 取 0.695 m, L = 122 m, Fd = 1 ) 759.02+=L s t= 8.33 mm (式中 s 取 0.695 m, d = 7.38 m, h2 = 0.5 C = 4.188 m(取0.36d = 2.657 m))实取： 12 mm 。