2021船體結(jié)構(gòu)疲勞強度指南

船體結(jié)構(gòu)疲勞強度指南（2021）PAGEPAGE3/148目錄第1章通則 5一般規(guī)定 5符號規(guī)定 6疲勞評估術(shù)語的定義 8疲勞損傷及失效模式 9疲勞評估方法 10腐蝕修正 12疲勞評估裝載工況 12計算工況 17第2章疲勞載荷 18一般要求 18參數(shù)定義 18船舶運動和加速度 19船體梁載荷 23載荷工況 25外部壓力 27干散貨內(nèi)部壓力 34液體內(nèi)部壓力 38集裝箱貨物載荷 39汽車運輸船載荷 40液化氣體運輸船重力載荷 40第3章疲勞評估 41一般要求 41船體結(jié)構(gòu)節(jié)點的設(shè)計指導(dǎo) 41設(shè)計應(yīng)力范圍 41設(shè)計S-N曲線的選取 44疲勞累積損傷計算 44疲勞壽命計算 46焊接改善方法 46第4章簡化應(yīng)力分析 49一般要求 49基于簡化分析的熱點應(yīng)力范圍與熱點平均應(yīng)力 49名義應(yīng)力分量計算 49熱點應(yīng)力計算 52應(yīng)力集中系數(shù) 53第5章有限元應(yīng)力分析 61一般要求 61結(jié)構(gòu)模型化 61有限元分析工況 62邊界條件 62基于有限元分析的熱點應(yīng)力范圍與熱點平均應(yīng)力 65典型節(jié)點的有限元細化要求 71第6章泵塔疲勞強度 80一般規(guī)定 80裝載工況和裝載水平 80全船耐波性分析 81晃蕩工況 81泵塔結(jié)構(gòu)有限元分析 82疲勞分析 83附錄 散貨船、油船和集裝箱船的船體結(jié)構(gòu)節(jié)點 87第1章通則一般規(guī)定本指南適用于鋼質(zhì)海上航行船舶貨艙區(qū)域的船體結(jié)構(gòu)強度評估，包括以下船型：150mCSR散貨船；150mCSR油船；150m及以上的集裝箱船；150m及以上的下列液化氣體運輸船：1；12A（A；23B（B；34C（C；4150m及以上的整體液貨艙式化學(xué)品船；150m及以上的礦砂船；專門設(shè)計和制造用于運輸輪式商品車輛的鋼質(zhì)海上航行的汽車運輸船。其他船舶也可參照本指南，對其船體結(jié)構(gòu)進行疲勞強度評估。CCS《鋼質(zhì)海船入級規(guī)范》、《國內(nèi)航行海船建造規(guī)范》或CCS接受的其他有關(guān)標準的要求。A/B（棱形獨立液貨艙應(yīng)按本指南進行常規(guī)疲勞強度評估（即基于-N曲線的-M線性累積損傷方法，且B型獨立液CCS《散裝運輸液化氣體船舶構(gòu)造與設(shè)備規(guī)范》中的有關(guān)要求進行斷裂力學(xué)方法的疲勞強度評估，CCCS《散裝運輸液化氣體船舶構(gòu)造與設(shè)備規(guī)范》中的有關(guān)要求進行疲勞強度評估（如適用。FL壽命在25255L（2，F(xiàn)L（30）等。符號規(guī)定船長m97%L需特別考慮。對于箱形船體，L為沿結(jié)構(gòu)吃水處水線自船首端壁前緣量至船尾端壁后緣的長度。對于無舵桿的船舶(如設(shè)有全回轉(zhuǎn)推進器的船舶)，L97%。船寬（m型深D（m吃水dm吃水dL（mCb：系指對應(yīng)于結(jié)構(gòu)吃水處水線的型方形系數(shù)，由下式確定：Cb

LBd式中：——相應(yīng)于結(jié)構(gòu)吃水時的型排水體積，m3；L——船長，m;B——船寬，m；d——吃水，m。最大服務(wù)航速n（RPM）和發(fā)動機的相應(yīng)最大持續(xù)功率（MCR）所保持的最大航速。主應(yīng)力及方位角：主應(yīng)力σ1和σ2按下列公式確定：2x y22 xy x y

N/mm21 22x y2x y22 xy

N/mm22 2式中：σx、σy——正應(yīng)力，N/mm2；τxy——剪應(yīng)力，N/mm2。主應(yīng)力σ1和σ290°夾角，主應(yīng)力σ1x軸的夾角θ按下式確定：n1x式中：x、1y（。

y

rad坐標系和應(yīng)力符號：船舶的幾何尺寸根據(jù)下列右手坐標系（1.2.9）定義：L尾端和基線的相交處；X軸：縱向軸，向前為正；Y軸：橫向軸，向左為正；Z軸：垂向軸，向上為正。1.2.9參考坐標系船體運動及加速度的正負號定義：X軸正向為正；YZ軸正向為正；XYZ軸為正；船上任一點的縱向線加速度以沿X軸正向為正；船上任一點的橫向線加速度以沿Y軸正向為正；船上任一點的垂向線加速度以沿Z軸正向為正。應(yīng)力符號定義：拉伸應(yīng)力為正，壓縮應(yīng)力為負。疲勞評估術(shù)語的定義熱點：熱點是結(jié)構(gòu)中疲勞裂紋初始產(chǎn)生處，一般位于焊趾、部分焊透或角焊縫的焊根、板材的自由邊。n（Nmm2：h（Nmm2：Kg：熱點應(yīng)力與名義應(yīng)力的比值，按下式計算：式中：h——Nmm；——名義應(yīng)力，N/mm2。

hgng熱點應(yīng)力范圍SNmm算：Shxn

N/mm2N/mm2；N/mm2。Nmmm=i2 Nmm2a——Nmm2；i——Nmm。設(shè)計應(yīng)力范圍S（Nmm2正、平均熱點應(yīng)力修正和材料強度修正求得。關(guān)鍵位置：由于應(yīng)力集中、構(gòu)件對中、結(jié)構(gòu)非連續(xù)以及腐蝕在船舶結(jié)構(gòu)中，失效概率高于周圍相鄰結(jié)構(gòu)的區(qū)域內(nèi)，易于疲勞損壞而需提供設(shè)計改進的特定位置。疲勞損傷及失效模式疲勞控制的目標是保證遭受疲勞動載荷的船體結(jié)構(gòu)有足夠的疲勞壽命。疲勞壽（。進一步，它們可以形成船體結(jié)構(gòu)在制造和全運營壽命期內(nèi)的有效檢查程序。疲勞裂紋的失效模式主要有以下四種：疲勞裂紋從焊趾擴展進母材（見本章圖1.4.4（1））：為防止該失效模式，本指南給出了結(jié)構(gòu)焊接節(jié)點的疲勞評估方法。圖1.4.4（1）疲勞裂紋從焊縫根部擴展貫通角焊縫（見本章圖1.4.4（2））：從角焊縫的焊縫根部擴展貫通角焊縫的疲勞裂紋是一種能導(dǎo)致重大后果的失效模式。為防止該失效模式，按本指南附錄中給出的關(guān)鍵位置處結(jié)構(gòu)焊接節(jié)點的焊接要求。PAGEPAGE28/148圖1.4.4（2）疲勞裂紋從焊縫根部進入焊接下的剖面（見本章圖1.4.4（3））：為防止該失效模式，按本指南附錄中給出的關(guān)鍵位置處結(jié)構(gòu)焊接節(jié)點的焊接要求。圖1.4.4（3）疲勞裂紋起始于非焊接節(jié)點的自由邊（見本章圖1.4.4（4））：在母材中的疲勞裂紋是一種具有高應(yīng)力循環(huán)次數(shù)構(gòu)件的失效模式。然而，該疲勞裂紋常常開始于構(gòu)件中的切口和溝槽或小的表面缺陷/不平整。為防止該失效模式，本指南給出了非焊接結(jié)構(gòu)節(jié)點的疲勞評估方法。圖1.4.4（4）疲勞評估方法疲勞評估是基于線性累積損傷模型（PalmgrenMiner的規(guī)則）進行。累積損傷度D應(yīng)按下式計算：DNT0

fSNSdS式中：NT——結(jié)構(gòu)在其設(shè)計壽命期間內(nèi)的應(yīng)力循環(huán)總次數(shù)；dSS——設(shè)計應(yīng)力范圍；f（S）——設(shè)計應(yīng)力范圍長期分布的概率密度函數(shù)；N（S）——與設(shè)計應(yīng)力范圍S相對應(yīng)的結(jié)構(gòu)疲勞失效時的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。疲勞簡化分析法主要包括下述步驟：疲勞載荷計算；熱點應(yīng)力范圍計算；S-N曲線；累積損傷度的計算及衡準。應(yīng)用本指南進行船體結(jié)構(gòu)疲勞強度評估的流程見本章圖1.5.3。圖1.5.3-N-N曲線見本章圖1.5.，B、C、D、E、F、F2、G、W八根曲線組成，每根曲線表示一類結(jié)構(gòu)節(jié)點所受的交變應(yīng)400N/mm297.6%。圖1.5.4腐蝕修正疲勞評估應(yīng)考慮船體結(jié)構(gòu)正常腐蝕磨耗的影響。本指南在應(yīng)力計算時采用建造構(gòu)件尺寸，但在計算熱點應(yīng)力時應(yīng)乘以下述要求的腐蝕修正系數(shù)：對于簡化應(yīng)力分析時船體梁彎曲正應(yīng)力和有限元應(yīng)力分析時總體載荷工況下的熱對于簡化應(yīng)力分析時側(cè)向載荷作用下的彎曲正應(yīng)力和有限元應(yīng)力分析時局部載荷。疲勞評估裝載工況12～3個最常用的裝載和壓載工況作為用于疲勞評估的裝載工況。油船和化學(xué)品船的疲勞評估裝載工況為均勻滿載工況和正常壓載工況，具體要求1.7.2。油船和化學(xué)品船疲勞評估裝載工況要求 表1.7.2疲勞評估裝載工況裝載模式吃水數(shù)CSW時間分配系數(shù)α均勻滿載滿載吃水0.6（中垂）0.425正常壓載壓載吃水0.8（中拱）0.425散貨船的疲勞評估裝載工況為均勻滿載工況、隔艙滿載工況和正常壓載工況，具1.7.3。有關(guān)參數(shù)定義如下：d，貨艙中的實際載貨量。d（VFULL：貨艙容積，包括貨艙艙口圍板包圍的容積。散貨船疲勞評估裝載工況要求 表1.7.3疲勞評估裝載工況裝載模式吃水靜水彎矩修正系數(shù)CSW貨艙載（t）干散貨密度C（t/m3）時間分配系數(shù)α無隔艙裝載具有隔艙裝載均勻滿載滿載吃水0.4（中垂）MHMHVFULL0.50.25隔艙滿載裝貨艙空艙滿載吃水0.75（中拱）MHD設(shè)計允許的最大貨物密3.00.25正常壓載壓載吃水0.8（中拱）0.350.35集裝箱船的疲勞評估裝載工況為滿載工況和正常壓載工況，具體要求見本章表。集裝箱船疲勞評估裝載工況要求 表1.7.4疲勞評估裝載工況裝載模式吃水數(shù)CSW時間分配系數(shù)α滿載滿載吃水0.9（中拱）0.65正常壓載壓載吃水0.8（中拱）0.2薄膜型液化氣體船和獨立艙型液化氣體運輸船的疲勞評估裝載工況為均勻滿載工1.7.5(1)~(3)。薄膜型液化氣體船疲勞評估裝載工況要求 表1.7.5（1）疲勞評估裝載工況裝載模式吃水靜水彎矩修正系數(shù)CSW時間分配系數(shù)α均勻滿載滿載吃水0.7（中垂）0.45正常壓載壓載吃水0.8（中拱）0.4A/B型獨立艙液化氣體船疲勞評估裝載工況要求 表1.7.5（2）疲勞評估裝載工況裝載模式吃水靜水彎矩修正系數(shù)CSW時間分配系數(shù)α均勻滿載滿載吃水0.4（中拱）0.45正常壓載壓載吃水0.9（中拱）0.4C型獨立艙液化氣體船疲勞評估裝載工況要求 表1.7.5(3)疲勞評估裝載工況裝載模式吃水靜水彎矩修正系數(shù)CSW時間分配系數(shù)α均勻滿載滿載吃水0.6（中拱）0.45正常壓載壓載吃水0.8（中拱）0.4（，1.7.6。礦砂船疲勞評估裝載工況要求 表1.7.6疲勞評估裝載工況裝載模式吃水靜水彎矩修正系數(shù)CSW貨艙載荷干散貨密C（t/m3）時間分配系數(shù)α均勻滿載滿載吃水0.8（中垂）MH設(shè)計允許的最大貨物密度0.5正常壓載輕壓載吃水0.6（中拱）——0.35，如無確切的數(shù)據(jù)，正常壓載和最大壓載最大壓載（如有時）壓載工況的最大吃水0.65（中垂）——0.175汽車運輸船的疲勞評估裝載工況為均勻滿載工況和正常壓載工況，具體要求見本1.7.7。汽車運輸船疲勞評估裝載工況要求 表1.7.7疲勞評估裝載工況裝載模式吃水靜水彎矩修正系數(shù)CSW時間分配系數(shù)α均勻滿載滿載吃水0.85（中拱）0.65正常壓載壓載吃水0.85（中拱）0.2計算工況計算工況由各疲勞評估裝載工況及其對應(yīng)的載荷工況組合而成。對于每一疲勞評估裝載工況，應(yīng)計及用于疲勞評估的產(chǎn)生動載荷組合的所有疲勞載荷工況。對于每一疲勞評估裝載工況的主導(dǎo)載荷工況定義為在熱點處設(shè)計應(yīng)力范圍在所有載荷工況中最大的載荷工況。第2章疲勞載荷一般要求本章規(guī)定了適用于船體結(jié)構(gòu)疲勞評估的載荷。本章給出的載荷類型包括靜水中和波浪中的船體梁載荷及板的側(cè)向載荷。靜水中的船體梁載荷包括垂向靜水彎矩；波浪中的船體梁載荷包括垂向波浪彎矩和水平波浪彎矩。靜水中的側(cè)向載荷包括外部靜水壓力和貨物及壓載水引起的內(nèi)部靜壓力；波浪中的側(cè)向載荷包括外部水動壓力和貨物及壓載水引起的內(nèi)部慣性壓力。設(shè)計載荷采用等效設(shè)計波法確定，對每一等效設(shè)計波給出一組載荷組合因子。波浪中的側(cè)向載荷和波浪中的船體梁載荷需根據(jù)載荷組合因子進行組合。10-2。參數(shù)定義fr定義如下：fr1.00，無限航區(qū)/遠海航區(qū)fr0.90，1類航區(qū)/近海航區(qū)fr0.85，2類航區(qū)/沿海航區(qū)fr0.80，3類航區(qū)/遮蔽航區(qū)fP定義如下：1Pf0.1P式中：1——2.2.2選取。參數(shù)1

表2.2.2船舶運動和加速度11.500.036L波浪中的船體梁載荷11.450.036L外部水動壓力1.45f L表中：L——船長，m；f——f——系數(shù)，應(yīng)按下列各式計算：f10.08zdLCizdLCi時DdLCiz——Z坐標，m；fdLCi)當z>d 時LCidLCi——工況下艙段模型長度中點處的吃水，m；D——型深，對于汽車運輸船，取干舷甲板高度，m。波浪系數(shù)C應(yīng)按下列各式計算：300L1.5C10.75

100

當90mL300m時； C10.75L350

當300mL350m時；C10.75

150

當350mL500m時。 式中：L——船長，m。船舶運動和加速度船舶單自由度運動應(yīng)按下述要求計算。對于油船、化學(xué)品船、散貨船、薄膜型液化氣體船、獨立艙型液化氣體運輸船和礦砂船，橫搖遭遇周期TE應(yīng)按下式計算：GMETsGME式中：kr——估算；——估算。油船、化學(xué)品船、薄膜型液化氣體船、獨立艙型液化氣體運輸船、散貨船和礦砂船的kr和GM表2.3.1（1）疲勞評估裝載工況krGM滿載工況（隔艙或均勻裝載）0.35B0.12B正常壓載工況0.45B0.33B最大壓載工況（僅礦砂船）0.40B0.25B對于集裝箱船，汽車運輸船橫搖遭遇周期應(yīng)按下列各式計算：T22T22TRVg TE0.5TR

當gV時 2TETR

當TRgV時式中：

TR——橫搖周期，s，應(yīng)按下式計算：GMTRGM

2.2kr式中：kr——所考慮裝載工況的橫搖轉(zhuǎn)動半徑，m。沒有確切數(shù)值時，可按本章表2.3.1（2）估算；

GM——所考慮裝載工況的初穩(wěn)性高度，m。沒有確切數(shù)值時，可按本章表2.3.1（2）估算。

V——最大服務(wù)航速，Kn。集裝箱船、汽車運輸船的kr和表2.3.1（2）疲勞評估裝載工況krGM滿載工況0.35B0.07B正常壓載工況0.45B0.20B最大橫搖角0.523fP：(62.51.25TE)frfPkbB75式中：fr——航區(qū)系數(shù)，見本章2.2.1；fP——概率水平系數(shù)，見本章2.2.2；kb——系數(shù)，應(yīng)按下列各式取值：

radkb1.2，對于無舭龍骨的船舶kb=1.0，對于有舭龍骨的船舶kb=0.8，對于有主動式減搖裝置的船舶B——船寬，m?？v搖周期和最大縱搖角應(yīng)按下列各式計算，其中最大縱搖角不必大于0.14fP：L——m；——方形系數(shù)；

TP1.80L100.25a0CbL10

srad——加速度系數(shù)，應(yīng)按下式計算：VLaff(3CC VL0 rP L V式中：fr——航區(qū)系數(shù)，見本章2.2.1；fP——概率水平系數(shù)，見本章2.2.2；LCVL

50，取不大于0.2；L——船長，m；V——最大服務(wù)航速，Kn；C——波浪系數(shù)，見本章2.2.3。船舶運動加速度應(yīng)按下述要求計算。aroll應(yīng)按下式計算：a 2

rad/s2Troll )TE式中：——rad2.313；E——s2.311或2..12?？v搖引起的角加速度應(yīng)按下式計算：22Tapitch( )TP

rad/s2式中：——rad2.314；P——s2.314。aheave應(yīng)按下式計算：Cbaheave7aCb式中：a0——加速度系數(shù)，按本章2.3.1（4）計算；Cb——方形系數(shù)。asway應(yīng)按下式計算：

m/s2asway3a0

m/s2式中：a0——加速度系數(shù)，按本章2.3.1（4）計算。應(yīng)按下式計算：Cbasurge2aCb——2.3.1（4）計算；Cb——方形系數(shù)。

m/s2船舶任何一點的縱向、橫向和垂向加速度參考值應(yīng)按下列各式計算：縱向：aX

CXGgsinΦCXSasurgeCXPapitchx

m/s2

aYCYGgsinCYSaswayCYRarolly

m/s2

aZCZHaheaveCZRarollzCZPapitchz

m/s2式中：CXG,CXS,CXP,CYG,CYS,CYR,CZH,CZR,CZP——本章2.5.3定義的載荷組合因子；aheave、asway、asurge——見本章2.3.2；——ra2.3.（；——ra2.3.（；apitchx——縱搖引起的縱向加速度，m/s2，應(yīng)按下式計算：apitchxapitchR

m/s2arolly——橫搖引起的橫向加速度，m/s2，應(yīng)按下式計算：arollyarollR

m/s2arollz——橫搖引起的垂向加速度，m/s2，應(yīng)按下式計算：arollzarolly

m/s2apitchz——縱搖引起的垂向加速度，m/s2，應(yīng)按下式計算：apitchzapitch(x0.45L)式中：aroll、apitch——見本章2.3.2；

m/s2Rzmin(DdLC,D)；4 2 2dLC——相應(yīng)裝載工況下的船中吃水，m；D——型深，m；L——船長，m；x,y,z——計算點的縱向、橫向和垂向坐標，m。船體梁載荷本條給出的波浪垂向彎矩和波浪水平彎矩為絕對值。波浪彎矩的符號應(yīng)根據(jù)本章2.5.3中的載荷組合因子組合后考慮。船舶任一橫剖面處的靜水垂向彎矩、波浪垂向彎矩2.4.1所示：2.4.1MSWMWVMWH的符號規(guī)則MSW應(yīng)按下式計算：MSWCSWMS

kN·m式中：CSW——相應(yīng)裝載工況下的靜水彎矩修正系數(shù)，見第1章1.7；MS——船體梁中拱或中垂許用靜水彎矩，kN·m。船體任一橫剖面的垂向波浪彎矩應(yīng)按下列各式計算：中拱：,H MrPe 中垂：

190FfffCL2BC103

kN·mM fff

kN·mWV,S MrPe b式中：FM——本章表2.4.3所定義的分布系數(shù)；fr——航區(qū)系數(shù)，見本章2.2.1；fP——概率水平系數(shù)，見本章2.2.2；fe——系數(shù)，按下列情況確定：fefesfe

當考慮線性波激振動影響時當考慮非線性砰擊顫振和波激振動影響時其中：fes——線性波激振動影響系數(shù)，見CCS《船體結(jié)構(gòu)波激振動和砰擊顫振直接計算評估指南》3.3；fews——非線性砰擊顫振和波激振動影響系數(shù)，見CCS《船體結(jié)構(gòu)波激振動和砰擊顫振直接計算評估指南》4.4；C——波浪系數(shù)，見本章2.2.3；L——船長，m；B——船寬，m；Cb——方形系數(shù)。

表2.4.3船體橫剖面位置分布系數(shù)FM0x0.4L2.5xL0.4Lx0.65L1.00.65LxL2.86(1x)L船體任一橫剖面的水平波浪彎矩應(yīng)按下式計算：MWH

(0.3

L2000

)

frf

PLCbCL2d CPLCb

kN·m式中：FM——分布系數(shù)，見本章表2.4.3；fr——航區(qū)系數(shù)，見本章2.2.1；fP——2.2.2；C——波浪系數(shù)，見本章2.2.3；L——船長，m；B——船寬，m；dLC——相應(yīng)裝載工況下的船中吃水，m；Cb——方形系數(shù)。載荷工況載荷工況由以下規(guī)則波組成：（“H”；（“F；（R”；（“P。2.5.2。載荷工況定義 表2.5.2載荷工況H1H2F1F2R1PR2PEDW“H”“F”“R”浪向迎浪隨浪橫浪上風舷--左舷結(jié)果最大彎矩最大彎矩最大橫搖中垂中拱中垂中拱(+)(-)運動定義--表2.5.2（續(xù)）載荷工況R1SR2SP1PP2PP1SP2SEDW“R”“P”“P”浪向橫浪橫浪橫浪上風舷右舷左舷右舷結(jié)果最大橫搖最大外部壓力最大外部壓力(-)(+)(+)(-)(-)(+)運動定義各載荷工況中的船體梁載荷和加速度分量，應(yīng)用每一分量的參考值乘以本章表LCF得出。載荷組合因子LCF 表2.5.3LCFH1H2F1F2R1PR2PMWVCWV-11-0.75-0.2dLCd0.75+0.2dLCd0.1-0.2dLCd0.2dLC-0.1dMWHCWH00001.1-dLCddLC-1.1dasurgeCXS0.3-0.2dLCd0.2dLC-0.3d-0.4dLC+0.2d0.4dLC-0.2d00apitch_xCXP-0.90.90.1-0.100gsinΦCXG0.4dLC+0.4d-0.4dLC-0.4d-0.150.1500aswayCYS00000.2-0.2dLCd0.2dLC-0.2daroll_yCYR00001-1gsinθCYG0000-11aheaveCZH0.8dLC-0.15d0.15-0.8dLCd00cZHR-cZHRaroll_zCZR00001-1apitch_zCZP-0.90.90.1-0.100表2.5.3（續(xù)）LCFR1SR2SP1PP2PP1SP2SMWVCWV0.1-0.2dLCd0.2dLC-0.1d0.3-0.8dLCd0.8dLC-0.3d0.3-0.8dLCd0.8dLC-0.3dMWHCWHdLC-1.1d1.1-dLCd0.6-0.6dLCd0.6dLC-0.6d0.6dLC-0.6d0.6-0.6dLCdasurgeCXS000000apitch_xCXP000000gsinΦCXG000000aswayCYS0.2dLC-0.2d0.2-0.2dLCd-0.950.950.95-0.95aroll_yCYR-110.3-0.3-0.30.3gsinθCYG1-1-0.20.20.2-0.2aheaveCZHcZHR-cZHR1-11-1aroll_zCZR-110.3-0.3-0.30.3apitch_zCZP000000表中：cZHR——由船型決定的系數(shù)，按下列各式計算：c 0.70.4dLCZHR d砂船c 0.70.6dLC，對于集裝箱船和汽車運輸船ZHR d式中：L——船長，m；dLC——相應(yīng)裝載工況下的船中吃水，m；d——吃水，m。（外部壓力由下式得出，且不應(yīng)為負值：pSWpSpW

kN/m2式中：

——靜水壓力，kN/m22.6.2；pW——視載荷工況而定的水動壓力，kN/m2，與本章2.6.3，2.6.4或2.6.5所定義的水動壓力相等的波浪壓力，并按本章2.6.6修正。2.6.2。靜水壓力pS

表2.6.2位置靜水壓力pS（kN/m2）水線處及以下的點（zdLCi）g(diz)水線以上的點（zdLCi）0式中：dLCi——相應(yīng)裝載工況下所考慮船體橫剖面處的吃水，有限元應(yīng)力分析時取相應(yīng)裝載工況下艙段模型長度中點處的吃水，m；z——載荷點的垂向坐標，m。H1、H2、F1F2pH和pF2.6.（1。壓力pF22.63。載荷工況H1、H2、F1和F2的水動壓力 表2.6.3（1）載荷工況水動壓力（kN/m2）H1pH1kaHkpHpHFH2pH2kaHkpHpHFF1pF1kaFkpFpHFF2pF2kaFkpFpHF2y注：表中pHF2yp fff

L125(z

1)；且2y1.0，z應(yīng)取不大于dHF hrP式中：

L dLCi

LCifh——系數(shù)，應(yīng)按下式計算：fhfh

H1、H2F1、F2kaH——H1、H2載荷工況沿船舶縱向的幅值系數(shù)，應(yīng)按下列各式計算：CaHk 112CaHb6

(1

)x0.5Bi2Bi2y4yxL4yxL

3，當0.0x/L0.5時kaH1C

(3 B

， 當x/L時b ikaF——F1、F2載荷工況沿船舶縱向的幅值系數(shù)，應(yīng)按下列各式計算：aFk 13.52dLC)(12y)(15x)，當0x/L0.2時aFd Bi LkaF1.0， 當x/L時aFk 115(12yx0.9)， 當0.9x/L1.0時aFLkpH——H1、H2載荷工況沿船舶縱向的相位系數(shù)，應(yīng)按表2.6.3（2）取值，中間值按插值計算：kpH的取值 表2.6.3（2）x/LkpH0(1.0dLC)+(0.5dLC)2yd d 0.30.1dLCd1.00.50.2dLCd1.00.90.4dLCd1.00.90.2dLCd1.01.01.0kpF——F1、F2載荷工況沿船舶縱向的相位系數(shù)，應(yīng)按表2.6.3（3）取值，中間值按插值計算：

kpF的取值 表2.6.3（3）x/LkpF00.750.252yBi0.350.1dLCd1.00.50.2dLCd1.00.751.00.90.1dLCd1.01.00.50.52yBi——波長，m，應(yīng)按下列各式計算：C

(1dLC)LL1 d

，對于載荷工況H1和H2C(12dLC)L，對于載荷工況F1和F2L1 3d式中：L——船長，m；fr——航區(qū)系數(shù)，見本章2.2.1；fP——概率水平系數(shù)，見本章2.2.2，計算時z應(yīng)取不大于dLCi；C——波浪系數(shù)，見本章2.2.3；dLCi——相應(yīng)裝載工況下所考慮船體橫剖面處的吃水，有限元應(yīng)力分析時取相應(yīng)裝載工況下艙段模型長度中點處的吃水，m；Bi——所考慮橫剖面在水線處的船寬，有限元應(yīng)力分析時取相應(yīng)裝載工況下艙段模型長度中點處的船寬，m；x,y,z——載荷點的縱向、橫向和垂向坐標，m；CL1——系數(shù)，應(yīng)按下列各式計算：CL1=0.6，對于油船、化學(xué)品船、薄膜型液化氣體船、獨立艙型液化氣體運輸船、散貨船和礦砂船CL1=0.5，對于集裝箱船、汽車運輸船dLC——相應(yīng)裝載工況下的船中吃水，m；d——吃水，m。2.6.3pF2的分布R1PR2PR1SpR應(yīng)2.6.42.6.4。載荷工況R1P、R2P、R1S和R2S的水動壓力 表2.6.4載荷工況水動壓力（kN/m2）R1PpR1PpRPR2PpR2PpRPR1SpR1SpRSR2SpR2SpRS表中：

pRP10ysin0.88frfPCp 10ysin0.88ffC

2yL125(2y2yL125(2y

1)1)RS rP L B式中：——deg2.3.（；fr——航區(qū)系數(shù)，見本章2.2.1；fP——概率水平系數(shù)，見本章2.2.2；C——波浪系數(shù)，見本章2.2.3；——波長，m，應(yīng)按下式計算：Tg 2T2Ey——載荷點的橫向坐標，m，左舷取為正值；B——船寬，m。式中：E——s2.311或2..12。2.6.4pRPpRS的分布P1PP2PP1Spp見2.6.5pp12.6.5。載荷工況P1P、P2P、P1S和P2S的水動壓力 表2.6.5載荷工況水動壓力（kN/m2）P1PpP1PpPPP2PpP2PpPPP1SpP1SpPSP2SpP2SpPS表中：

pPP4.5frfpC

L125(2L LL125L2y

z3 2yLCi 2y

當y01.5frfpC

(2 3 dLCi B

當y0pPS1.5frfpC

(2z 3 L125LL125L2y

當y04.5frfpC

(2z3 L125L125L2y

當y0式中：——波長，m，應(yīng)按下式計算：(0.2CL2y——載荷點的橫向坐標，m。fr——航區(qū)系數(shù)，見本章2.2.1；

dLC)L mdfP——概率水平系數(shù)，見本章2.2.2；C——波浪系數(shù)，見本章2.2.3；CL2——系數(shù)，按下列各式計算：CL2=0.4，對于油船、化學(xué)品船、薄膜型液化氣體船、獨立艙型液化氣體運輸船、散貨船和礦砂船CL2=0.15，對于集裝箱船、汽車運輸船dLC——相應(yīng)裝載工況下的船中吃水，m；d——吃水，m；L——船長，m。 2.6.5pPP的分布對于各載荷工況，水動壓力應(yīng)按下述要求修正：,C（見本章圖2.6.：W,CWLg(diz),C0

kN/m2 dLCizdLCi時kN/m2 zdLCi時式中：pW,WL——所考慮載荷工況下水線處的水動壓力；dLCi——相應(yīng)裝載工況下所考慮船體橫剖面處的吃水，有限元應(yīng)力分析時取相應(yīng)裝載工況下艙段模型長度中點處的吃水，m；z——載荷點的垂向坐標，m；hW

pW,WLg，m；式中：——海水密度，取1.025t/m3。,C應(yīng)按下式計算（見本章圖2.6.：pW,Cmax[pW,g(zdLCi)]

kN/m2式中：pW——所考慮載荷工況下在水線以下的負水動壓力；dLCi——相應(yīng)裝載工況下所考慮船體橫剖面處的吃水，有限元應(yīng)力分析時取相應(yīng)裝載工況下艙段模型長度中點處的吃水，m；z——載荷點的垂向坐標，m。 當水線處水動壓力為正值時 當水線處水動壓力為負值時2.6.6水動壓力的修正干散貨內(nèi)部壓力干散貨上表面應(yīng)按下述要求確定：貨艙裝載至艙口圍板頂部時，干散貨上表面應(yīng)按貨艙范圍內(nèi)相同貨物體積等效確（2.711。干散貨的等效水平表面在內(nèi)底以上hC處，hChHPUh0

hC應(yīng)按下式計算：m0式中：hSA m0BHSAS0

mlH——S0——從頂邊艙與舷側(cè)外板或內(nèi)殼下交點至上甲板水平面的陰影面積，m2，見本章圖2.7.1VHC——艙口圍板由上甲板至圍板頂部范圍內(nèi)所包圍的容積，m3；lH——貨艙長度，m；當設(shè)置槽型橫艙壁時，從槽型深度中點處計量；BH——貨艙長度中點處的貨艙寬度，m。2.7.1（1）S0的定義貨艙未裝載至上甲板時，干散貨上表面沿船體橫向為拋物面（有關(guān)參數(shù)定義見本2.712（取M/C確定。干散貨的表面在內(nèi)底以上hC處，hC應(yīng)按下列各式計算：hChyh2hHPL

m 當h20時hhh

m

B2且

0時C y 22hC0

m

2B22

2且h2

0時式中：h2——距離，m，應(yīng)按下式計算：h Mtan

m2 Bl

2B 6

BlCHH H H Hhy——距離，m，應(yīng)按下列各式計算：hy(1hy

4y2B2)BH4y2B2B2

，當h20時，當h20時6 MlHC( VTS6 MlHC( VTS) IB hHPL3B2tanBHBIB3hHPLBHBIBB2h22——當h20時的距離，m，應(yīng)按下式計算：h h

(B2BIB)BBB

22 H IB——從內(nèi)底至底邊艙與舷側(cè)外板或內(nèi)殼上交點的垂直距離，m。如無底邊艙，hHPL取為0。——距離，mhBHtan

，當h

0時1 4 2hB2tan ，當h

0時1 4 2M——貨艙載貨量，t；VTS——在貨艙長度lH范圍內(nèi)，橫艙壁底凳的總體積，m3。該體積不包括底邊艙穿過橫艙壁的部分；C——m，見第1章1.73；BH——貨艙長度中點處的貨艙寬度，m；lH——貨艙的長度，m；當設(shè)置槽型橫艙壁時，從槽型深度中點處計量；BIB——貨艙長度中點處的內(nèi)底的寬度，m；——貨物的休止角，取為35°；y——載荷點的橫向坐標，在上風舷取為正值。2.7.1（2）hy、h22和hHPL的定義pCS應(yīng)按下式計算：SCKCCpCS0

kN/m2,當zc0時kN/m2,zc0時C——m，見第1章1.7.；KC——系數(shù)，應(yīng)按下列各式計算：CKs2n2()n2C

，對于內(nèi)底、底邊艙、橫艙壁和縱艙壁、底凳、垂直頂?shù)?、?nèi)殼和舷側(cè)板；KC0

，對于頂邊艙，上甲板和傾斜頂?shù)?；式中：——所考慮板與水平面之間的夾角，deg；——de2..12。zC——干散貨表面至載荷點的垂直距離，m，按下式計算：zcz m式中：hC——干散貨表面至內(nèi)底的垂直距離，m，見本章2.7.1；hDB——雙層底高度，m；z——載荷點的垂向坐標，m。應(yīng)按下式計算：WC[aX(Gx)Y(Gy)5KCZzc]

kN/m2, zc0時0， 當zc0時式中：C、KC——見本章2.7.（；aXaZ——分別為所考慮貨艙形心的縱向、橫向、垂向加速度，m/s2，見本2.3.3；xG、yG——所考慮貨艙形心的縱向和橫向坐標，m；zc——見本章2.7.2。x、y、z——載荷點的縱向、橫向和垂向坐標，m。應(yīng)按下式計算，取不小于零：pCpCSpCW

kN/m2式中：pCS——靜水中的干散貨壓力，kN/m2，按2.7.2計算；pCW——干散貨引起的慣性壓力，kN/m2，按2.7.3計算。液體內(nèi)部壓力pLS應(yīng)按下式計算，且取不小于零：SLg(Pz)

kN/m2式中：L——內(nèi)部液體的密度，t/m3，按下述要求確定：L=0.9，對于貨油L=1.025，對于壓載水L=0.5，對于LNG對于其他液化氣體，取滿艙時的最大貨物密度；zTOP——船舶正浮狀態(tài)下，液艙頂?shù)拇瓜蜃鴺?，m；z——載荷點的垂向坐標，m。應(yīng)按下列各式計算：pWL[Z(zBz)flyY(yBy)flxaX(Bx]式中：L——m2.8.；xB——X坐標，m；yB——Y坐標，m；zB——Z坐標，m；參考點取為液艙上邊界上使Vj值為最大的點：Vj(aZg)(zjzG)aY(yjyG)aX(xjxG)

kN/m2xjyjzj——Z坐標，m；——Z坐標，m；fullx——縱向充裝系數(shù)，應(yīng)按下列各式計算，取不小于0且不大于1：f 0.5

zBz

對于裝滿液貨的貨艙ullx1.0

l

對于其他情況fully——橫向充裝系數(shù)，應(yīng)按下列各式計算，取不小于0且不大于1：f 0.5

zBz

對于裝滿液貨的貨艙ully btop1.0

對于其他情況2.3.3；

aX、aY、aZ——分別為所考慮貨艙形心的縱向、橫向、垂向加速度，m/s2，見本章x、y、z——載荷點的縱向、橫向和垂向坐標，m。式中：lfs——艙室頂部的長度，m；btop——艙室頂部的寬度，m；——rad2.3.（4；——rad2.313。pL應(yīng)按下式計算，取不小于零：pLpLSpLW

kN/m2式中：pLS——液體引起的靜壓力，kN/m2，按本章2.8.1計算；pLW——液體引起的慣性壓力，kN/m2，按本章2.8.2計算。集裝箱貨物載荷201/2。假定艙口蓋上相應(yīng)貨艙范圍內(nèi)的所有集裝箱為一個整體質(zhì)量塊，該質(zhì)量塊的重量1/2。集裝箱貨物引起的載荷應(yīng)按下列各式進行計算：X方向：

mCaX kNY方向：

mCaY kNZ方向：

fzmCgmCaZ kN式中：mC——貨艙內(nèi)標準堆垛的重量或艙口蓋上集裝箱總重，t；aXaZ——貨艙內(nèi)標準堆垛重心處的加速度或艙口蓋上集裝箱貨物重心處的加速度，m/s22.3.3；fz——集裝箱貨物垂向靜載荷系數(shù)，應(yīng)按下列各式計算：fzcos，對于R1P、R1S、R2P、R2S工況1，對于其他工況式中：——最大橫搖角，見本章2.3.1；X方向載荷以向前為正，Y方向載荷以左舷為正，Z方向載荷以向上為正。集裝箱貨物引起的載荷應(yīng)施加在集裝箱箱腳位置處。汽車運輸船載荷作用在車輛甲板上的載荷應(yīng)按下列各式進行計算X方向：

PXPaX

kN/m2Y方向：

PYPaY

kN/m2Z方向：

fz

kN/m2式中：P——車輛甲板的實際裝載載荷，t/m2；aXaZ——貨艙內(nèi)車輛重心的加速度，m/s2fz——車輛甲板的垂向靜載荷系數(shù)，應(yīng)按下列各式計算：fzcos，對于R1P、R1S、R2P、R2S工況1，對于其他工況式中：——最大橫搖角，見本章2.3.1；液化氣體運輸船重力載荷液化氣體運輸船應(yīng)計及重力的影響。第3章疲勞評估一般要求疲勞強度評估應(yīng)基于熱點處的設(shè)計應(yīng)力范圍進行，并考慮在港或維修時間，其結(jié)果可用累積損傷度或疲勞壽命表示。D應(yīng)滿足下式要求：D20式中：TD——設(shè)計疲勞壽命，年。20年。船體結(jié)構(gòu)節(jié)點的設(shè)計指導(dǎo)本指南附錄提供了散貨船、油船和集裝箱船的船體結(jié)構(gòu)節(jié)點設(shè)計，旨在為設(shè)計者（設(shè)計應(yīng)力范圍裝載工況“(k)”SD(k應(yīng)按下式計算：SD(k)max(fm,i(k)ftfmaterialSh,i(k))

N/mm2式中：Sh,i(k)——裝載工況“(k)”中載荷工況“i”下的熱點應(yīng)力范圍，N/mm2，見第4章或第5章;fm,i(k)——裝載工況“(k)”中載荷工況“i”下的熱點平均應(yīng)力修正系數(shù)，見本章3.3.2；ft ——3.3.3；fmaterial——材料強度修正系數(shù)，見本章3.3.4。裝載工況“(k)”fm(k)應(yīng)按下述要求確定：對于焊接節(jié)點PAGEPAGE42/148fm,i(k)

min

0.3m,i(k)CS

當i(k)

0時sh,i(k)fm,i(k)

max0.7,

0.3m,i(k)CS

當i(k)

0時

sh,i(k)fm,i(k)

min

m,i(k)CS

當i(k)

0時sh,i(k)fm,i(k)

max0.6,

m,i(k)CS

當i(k)

0時sh,i(k)式中：

i(k)——“(ki”Nmm2；Sh,i(k)——裝載工況“(k)”中載荷工況“i”下的熱點應(yīng)力范圍，N/mm2；Cs——系數(shù)，下式計算：Cs1.60.0025L式中L為船長，m。ft應(yīng)按下列各式計算：ft1.0

當t22時tnft

當t22時22式中：n——系數(shù)，見本章表3.3.3；t——熱點處的板厚，mm，按下述要求確定：對于簡化應(yīng)力分析，扁鋼和球扁鋼不作板厚修正，角鋼和T型材取面板厚度；對于有限元應(yīng)力分析，應(yīng)取為裂紋容易產(chǎn)生和擴展處結(jié)構(gòu)的板厚。表3.3.3結(jié)構(gòu)節(jié)點示意圖條件系數(shù)n十字接頭或T與焊縫方向垂未經(jīng)處理的焊后狀態(tài)0.25直使用焊接后處理方法處理過的焊趾0.2對接接頭，載荷方向與焊縫方向垂直未經(jīng)處理的焊后狀態(tài)0.2打磨或使用焊接后處理方法處理過的焊趾0.1方向與載荷方向平行未經(jīng)處理的焊后狀態(tài)0.1使用焊接后處理方法;處理過的焊趾0.1有焊接件的扁荷方向與焊縫方向平行未經(jīng)處理的焊后狀態(tài)0使用焊接后處理方法處理過的焊趾0覆板上的縱向構(gòu)件未經(jīng)處理的焊后狀態(tài)0.2使用焊接后處理方法處理過的焊趾0.1縱向支撐的縱向附件和覆板未經(jīng)處理的焊后狀態(tài)0.1使用焊接后處理方法處理過的焊趾（1）0機器切割，如采用熱處理方法，或剪切的邊緣切口去除或磨圓切割痕跡0.1手工熱切割，如，火焰切割材料強度修正系數(shù)，應(yīng)按下式選取：fmaterial

1200Re

對于母材自由邊；fmaterial1

對于焊接節(jié)點。式中，ReH——材料的屈服強度，N/mm2，按CCS《鋼質(zhì)海船入級規(guī)范》第2篇第1章第3節(jié)規(guī)定。S-N曲線的選取D曲線。C曲線。疲勞累積損傷計算結(jié)構(gòu)節(jié)點在裝載工況“(k)”應(yīng)按下式計算：N S m mDDk D(k) 1 k K lnN

m/k k L k式中：

ND——船舶在20年營運期間的載荷循環(huán)總次數(shù)，通常取0.65108；NL——載荷譜回復(fù)周期的循環(huán)次數(shù)，取為102；k——k)”1章1.7；K——S-N曲線參數(shù)，見本章表3.5.1；SDk)——裝載工況“(k)”的設(shè)計應(yīng)力范圍，N/mm2；k——“()”的bl1； m

m

mm 1.0 k k k m1SS qS

k

ln

kk LD(k)m——S-N曲線反斜率，取為3；m——S-N曲線兩段反斜率差，取為2；x,——不完全GAMMA函數(shù)值，應(yīng)按下式計算：x,v

vux1eudu0——完全GAMMA函數(shù)值，應(yīng)按下式計算：xux1eudu0Sq——S-N曲線二線段的交點處的應(yīng)力幅值，見本章表3.5.1。SN曲線參數(shù) 表3.5.1S-N曲線KSqC3.464×101270.2305D1.520×101253.3680結(jié)構(gòu)節(jié)點的總累積損傷度應(yīng)按下式計算：Dk式中：Dk——結(jié)構(gòu)節(jié)點在各裝載工況下的累積損傷度，見本章3.5.1。疲勞壽命計算結(jié)構(gòu)疲勞壽命應(yīng)按下式計算：T 20F D式中：D——結(jié)構(gòu)節(jié)點的總累積損傷度，見本章3.5.2。焊接改善方法焊接后處理改善疲勞強度的方法應(yīng)視為一種滿足疲勞壽命要求的補救辦法，應(yīng)滿足質(zhì)量控制程序要求。考慮焊接后處理的有利影響時，設(shè)計階段結(jié)構(gòu)細節(jié)計算疲勞壽命在不考慮焊接后TD/1.47。對于貨艙的內(nèi)部的結(jié)構(gòu)細節(jié)，設(shè)計階段不含焊接后處20年。改善方法應(yīng)用于焊趾處。該方法針對焊趾處疲勞失效的可能性，目的是提高焊縫3.7.6。如果計劃改善焊縫，焊接后處理方法應(yīng)使用全焊透或部分焊透的焊縫以減輕或消除焊根處產(chǎn)生裂紋的可能性。焊接部位可用機械打磨工具將焊趾打磨出合適的幾何形狀以降低應(yīng)力集中和去除3.7.6。為消除缺陷，如雜質(zhì)，咬邊和冷隔，應(yīng)去除焊趾處的材料。打磨深0.5mm2mm7%的較小者。應(yīng)采用批準的方法對任何不滿足該要求的咬邊進行修理。3.7.6打磨焊趾幾何形狀示意圖50mm1025mm0.25t檢驗程序應(yīng)包括核查焊趾處的半徑、打磨深度，以及確認完全去除焊趾處的咬邊。1.3D/2.2。打磨的適用范圍3.7.5；焊縫改善對于改進高周疲勞條件下的結(jié)構(gòu)細節(jié)疲勞強度有效，所以疲勞改善因子不適用于低周疲勞，即，N≤5×104，N為疲勞失效的循環(huán)次數(shù)；650mm厚度鋼板的焊縫；疲勞改善因子可應(yīng)用于橫向?qū)雍?，T型和十字型焊接接頭以及縱向附件焊接，但不包括縱骨端部連接；3.7.9；建造者需提供船舶上應(yīng)用焊接后處理的細節(jié)清單和位置。lleg：焊腳長度 w：凹槽的寬度 d：打磨深度3.7.9焊接珠狀表面的打磨范圍第4章簡化應(yīng)力分析一般要求簡化應(yīng)力分析方法適用于縱骨端部連接節(jié)點的疲勞強度評估，熱點在縱骨端部連接節(jié)點的焊趾處。11.7簡化應(yīng)力分析時考慮下述名義應(yīng)力分量：船體梁彎曲正應(yīng)力；縱骨在側(cè)向載荷作用下的彎曲正應(yīng)力?；诤喕治龅臒狳c應(yīng)力范圍與熱點平均應(yīng)力裝載工況“(k)”中載荷工況“i”Shi(k)應(yīng)按下式計算：式中：k)hi2(k)——“()”“”Nmm4.4.。裝載工況“(k)”中載荷工況“i”下，熱點平均應(yīng)力應(yīng)按下式計算：h,(k)h,i2(k Nmm2m,i(k) 2k)hi2(k)——“(k“”Nmm4.4.。名義應(yīng)力分量計算裝載工況“(k)”中載荷工況“j”下，船體梁載荷引起的名義應(yīng)力分量nhj(k)，應(yīng)按下式計算：nh,ij(k)SW,(k)WV,iWV,ijWH,iWH,(k)

j

N/mm2SSh,i(k)h(k)hi2(k)N/mm2式中：SW,(k)——靜水彎矩引起的船體梁彎曲正應(yīng)力，N/mm2；應(yīng)按下式計算：SW,(k)

MSW,(k)zzNA10-3I

N/mm2YWij——Nmm；V,1

MWV,SzzNA10-3I

對中垂工況WV,i2

YMWV,HzzNA10-3I

對中拱工況YWH,(k)——Nmm；H,(k)

MWHy10-3IZ、——22.5.3；MSW,(k)——相應(yīng)裝載工況下的靜水彎矩，kNm；MWV,S、MWV,H——中垂、中拱垂向波浪彎矩，kNm；MWH,(k)——水平波浪彎矩，kNm；yz——計算點的橫向坐標與垂向坐標，m；zNA——中和軸的垂向坐標，m；IY、IZ——船體橫剖面分別對橫向和垂向中和軸的慣性矩，m4。裝載工況“(k)”中載荷工況“j”下，側(cè)向載荷引起的名義應(yīng)力分量nl,j(k)，應(yīng)按下式計算：

CP

P

P

sl2

x

x

N/mm2 d

SWSW,ij(k)

LL,ij(k)

CC,ij(k)

6

6

1103

j1,2nl,ij(k)

l

l l——縱骨跨距，m，見本章圖4.3.2；x——m4.3.（14.3.（2；Ws——縱骨連同帶板的剖面模數(shù)，cm3；Cd——相對位移修正系數(shù)，按下述要求確定：Cd1.3，貨艙橫艙壁處的船底（內(nèi)底）縱骨端部節(jié)點Cd1.2，貨艙橫艙壁處的舷側(cè)（內(nèi)殼）縱骨端部節(jié)點Cd1.15，貨艙橫艙壁處的甲板縱骨端部節(jié)點Cd1.0，其他相對位移修正系數(shù)也可由直接計算法確定。W,j(k)、L,j(k)、C,j(k)——WLC——；當壓力作用在縱骨相反一側(cè)時，取1。圖4.3.2（1）單殼結(jié)構(gòu)圖4.3.2（2）雙殼結(jié)構(gòu)熱點應(yīng)力計算裝載工況“(k)”中載荷工況“ij”下的熱點應(yīng)力應(yīng)按下列各式計算：h,j(k)CgfhKh,j(k)flKlKl,j(k) (j,

N/mm2式中：h,j(k)——Nmm2，見本章4.31；l,j(k)——Nmm24.3.；Kn——非對稱縱骨應(yīng)力集中系數(shù)，見本章4.5.2；Kgh——4.5.1；Kgl——4.5.1；——11.6.1；Cg——板架彎曲修正系數(shù)，應(yīng)按下述要求確定：Cg=1.1，船底（內(nèi)底）縱骨端部節(jié)點Cg=1.05，舷側(cè)（內(nèi)殼）縱骨端部節(jié)點Cg=1.0，甲板縱骨端部節(jié)點板架彎曲修正系數(shù)也可由直接計算法確定。應(yīng)力集中系數(shù)4.5.1所示，4.5.3用直接計算法確定。應(yīng)力集中系數(shù) 表4.5.1序號節(jié)點形式A點B點KghKglKghKgl1.281.401.28（d≤150）（d≤150）（d≤150）11.36（150＜d≤250）1.50（150＜d≤250）1.36(150＜d≤250)1.61.451.601.45（d>250）（d>250）（d>250）1.281.401.14（d≤150）（d≤150）（d≤150）21.36（150＜d≤250）1.50（150＜d≤250）1.24(150＜d≤250)1.271.451.601.34（d>250）（d>250）（d>250）31.281.341.521.6741.281.341.341.34序號節(jié)點形式A點B點KghKglKghKgl51.281.341.281.3461.521.671.341.3471.521.671.521.6781.521.671.521.6791.521.671.281.34序號節(jié)點形式A點B點KghKglKghKgl101.521.671.521.67111.281.341.521.67121.521.671.281.34131.521.671.521.67141.521.671.341.34151.521.671.521.67序號節(jié)點形式A點B點KghKglKghKgl161.521.671.281.34171.281.341.521.67181.281.341.341.34191.281.341.281.34201.281.341.521.67211.281.341.521.67序號節(jié)點形式A點B點KghKglKghKgl221.281.341.341.34231.281.341.281.34241.281.341.521.67251.28(d≤1.36(150<d≤250)1.45(d>250)1.40(d≤1.50(150<d≤250)1.60(d>250)1.14(d≤1.24(150<d≤250)1.34(d>250)1.25(d≤1.36(150<d250)1.47(d>250)261.281.341.341.47271.521.671.341.47序號節(jié)點形式A點B點KghKglKghKgl281.521.671.341.47291.281.341.341.47301.281.341.341.47311.131.201.131.20321.131.14N/AN/A注：①附件長度d，mm，定義為焊接于縱骨翼板上的不扣除扇形孔的焊接附件長度。②如果縱骨為扁鋼且有一腹板加強筋/肘板焊接到該骨材上，當腹板加強筋/肘板的厚度大于骨材厚度的0.71.128mm的骨材，如達不到上述標準的球扁鋼和角鋼。3132為不設(shè)置腹板加強筋或腹板加強筋不與骨材翼板連接的結(jié)構(gòu)細節(jié)情況。對于無補板/位于骨材腹板和橫向強框架或補板的連接處。Kn應(yīng)按下列公式計算：Kn1.03

，對于球扁鋼12zKn1z

，其他式中：——系數(shù)；取1-2bg/bf；bg——從腹板中心線至翼板的寬度，mm，見本章圖4.5.2；bf——翼板寬度，mm4.5.2；tf——翼板厚度，mm4.5.2；——腹板高度，mm4.5.2；tw——腹板厚度，mm4.5.2；tp——帶板厚度，mm4.5.2；Z——扶強材剖面模數(shù)，cm3；31 280——系數(shù)，取

；140——系數(shù)，取

2hstfw ；h4Z103——系數(shù)，取

l4 1210。4h s10。b3th2

stf tffstf 3tw w

t3圖4.5.24.5.1中的連接形式時，疲勞強度評估可按下述要求進行：5章；Kg應(yīng)為有限元熱點應(yīng)力與簡式中：h——Nmm；——名義應(yīng)力，N/mm2。

Kgg第5章有限元應(yīng)力分析一般要求有限元熱點應(yīng)力分析方法適用于焊接節(jié)點與非焊接節(jié)點的疲勞強度評估，考慮了焊接節(jié)點的結(jié)構(gòu)不連續(xù)性，但是不包括焊趾轉(zhuǎn)折點的切口效應(yīng)。基于有限元應(yīng)力分析的疲勞強度校核采用精細網(wǎng)格分析進行，可將精細網(wǎng)格模型結(jié)構(gòu)模型化CCS《鋼質(zhì)海船入級規(guī)范》215節(jié)的相關(guān)要求。模型范圍應(yīng)符合下述要求：1/2個貨艙+1個貨艙+1/2個貨艙長度?？紤]橫向波浪載荷的不對稱性，應(yīng)采用全寬模型。垂向范圍應(yīng)取主船體范圍內(nèi)的所有構(gòu)件，包括主甲板上的所有主要構(gòu)件。對于局部精細網(wǎng)格子模型，應(yīng)避免位移邊界條件和力邊界條件對細化區(qū)域熱點應(yīng)力的影響；細化區(qū)域邊緣應(yīng)有主要支撐構(gòu)件，如貨艙區(qū)域的縱桁、水平桁和肋板等。熱點附近的有限元網(wǎng)格應(yīng)足夠精細，以便反映應(yīng)力梯度的變化，網(wǎng)格大小應(yīng)不大于熱點處受力構(gòu)件厚度t。精細網(wǎng)格區(qū)域應(yīng)保證從熱點位置向外所有方向延伸不小于，精細網(wǎng)格與粗網(wǎng)格之間的細化網(wǎng)格區(qū)域的網(wǎng)格密度的過渡應(yīng)保持平穩(wěn)。4節(jié)點單元，殼單元應(yīng)表示板材的60或大于120如果在自由邊（如骨材穿過強框架的開孔、板材邊緣和艙口角隅）進行應(yīng)力評估時，應(yīng)使用高度與板材厚度相同，單位面積的梁單元來得到局部的應(yīng)力值。對于獨立艙型液化氣體運輸船有限元建模，應(yīng)能模擬支撐結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，可采CCS《散裝運輸液化氣體船舶構(gòu)造與設(shè)備規(guī)范》有關(guān)章節(jié)。有限元分析工況在有限元應(yīng)力分析時，每一計算工況分為總體載荷工況與局部載荷工況，熱點應(yīng)力應(yīng)由總體載荷工況與局部載荷工況的應(yīng)力合成得到，應(yīng)按下式計算：CfGTfL Nmm2式中：G——Nmm2;L——Nmm;fch、fcl——腐蝕修正系數(shù)，見第1章1.6.1；CVT——船型修正系數(shù)，按下述要求確定：CVT=0.75，對于集裝箱船CVT=0.85，對于汽車運輸船CVT=0.80，對于油船、化學(xué)品船CVT=0.9，對于散貨船CVT=0.95，對于薄膜型液化氣體船CVT=0.6，對于礦砂船內(nèi)底板與底凳連接處的熱點、獨立艙型液化氣體運輸船CVT=0.9，對于礦砂船的其他熱點。邊界條件艙段有限元模型的邊界條件應(yīng)符合下述要求：（5.4.1）x、y、zMPC22.5.3；前后端面內(nèi)獨立點的橫向線位移、垂向線位移、繞縱向軸的角位移約束，即：yzx0x0。總體載荷邊界條件 表5.4.1（1）位置線位移約束角位移約束xyzxyz前后端面所有縱向構(gòu)件相關(guān)相關(guān)相關(guān)前端面獨立點固定固定固定固定彎矩彎矩后端面獨立點-固定固定固定彎矩彎矩油船、化學(xué)品船、散貨船、集裝箱船、薄膜型液化氣體船、獨立艙型液化氣體運5.4.（）前后端面施加對稱面邊界條件，端面內(nèi)節(jié)點的縱向線位移、繞端面內(nèi)兩個坐標軸0；舷側(cè)外板、內(nèi)殼板、縱艙壁與中部貨艙前后艙壁交線上應(yīng)設(shè)置垂向彈簧單元，彈簧單元彈性系數(shù)均勻分布，彈性系數(shù)按下式計算：K6lHn式中：G——材料的剪切彈性模量；對于鋼材，G=0.792×105N/mm2;A——前后艙壁處舷側(cè)外板、內(nèi)殼板或縱艙壁板的剪切面積，mm2；lH——中部貨艙長度，mm；n——舷側(cè)外板、內(nèi)殼板或縱艙壁板上垂向交線節(jié)點數(shù)量。局部載荷邊界條件（載荷對稱） 表5.4.1（2）位置線位移約束角位移約束xyzxyz前后端面固定固定固定前后橫艙壁處縱中剖面與船底交點-固定舷側(cè)外板、內(nèi)殼板、縱艙壁板與前后橫艙壁垂直交線節(jié)點--垂向彈簧油船、化學(xué)品船、散貨船、集裝箱船、薄膜型液化氣體船、獨立艙型液化氣體運5.413）前后端面施加對稱面邊界條件，端面內(nèi)節(jié)點的縱向線位移、繞端面內(nèi)兩個坐標軸xyz0；（如有時K6lHn式中：G——材料的剪切彈性模量；對于鋼材，G=0.792×105N/mm2;A——（如有時lH——中部貨艙長度，mm；n——上甲板、凸形甲板（如有時、船底板、內(nèi)底板上水平交線節(jié)點數(shù)量。舷側(cè)外板、內(nèi)殼板、縱艙壁板與前后橫艙壁交線上節(jié)點應(yīng)設(shè)置垂向彈簧單元，彈5.4.（（。局部載荷邊界條件（載荷非對稱） 表5.4.1（3）位置線位移約束角位移約束xyzxyz前后端面固定固定固定（如有時-橫向彈簧舷側(cè)外板、內(nèi)殼板、縱艙壁板與前后橫艙壁垂直交線--垂向彈簧汽車運輸船的局部載荷邊界條件各工況采用相同的邊界條件，用以約束剛體位移，并約束載荷產(chǎn)生的不平衡力。具體的位置見表5.4.1（4）和圖5.4.1；x方向的位移；y方向的位移；z方向的位移。通過上述位移約束，可以控制模型的轉(zhuǎn)動剛體位移；y軸的轉(zhuǎn)動。各工況下的邊界條件 表5.4.1（4）約束x0y0z0y0作用區(qū)域線AD線AB線AA’，BB’，CC’，DD’各縱桁兩端5.4.1施加邊界條件的位置當采用局部細化有限元模型時，應(yīng)將由艙段模型獲得的節(jié)點力或節(jié)點位移施加到子模型上?；谟邢拊治龅臒狳c應(yīng)力范圍與熱點平均應(yīng)力熱點應(yīng)力范圍與平均應(yīng)力裝載工況“(k)”中載荷工況“i”Shi(k)45范圍內(nèi)的熱點主應(yīng)力，根據(jù)各載荷工況i1和載荷工況i2下熱點應(yīng)力分量的差值確定。裝載工況“(k)”中載荷工況“i”和載荷工況下熱點應(yīng)力分量的平均確定。焊接型節(jié)點熱點應(yīng)力計算如肘板趾端等，裝載工況“()”中載荷工況“j”下，熱點應(yīng)力ij(k)見本章圖5.5.（j(k)

j(kt/2j(kt/22

(j

N/mm2，ij(kt/2，

ij(kt/2——“(k)”j”下，距焊趾t/2和t/2的應(yīng)力讀取點處應(yīng)力，N/mm2；式中t為熱點處的板厚，mm。圖5.5.2（1）一般焊接型節(jié)點熱點應(yīng)力插值44個插值點之A5.5.（。距焊趾t/2和/2處應(yīng)力讀取點的應(yīng)力應(yīng)根據(jù)所選插值點處的應(yīng)力用拉格朗日插值法

1234

N/mm2式中：1——插值點1Nmm；——2處的應(yīng)力，N/mm2；——3處的應(yīng)力，N/mm2；——4處的應(yīng)力，N/mm2；C1、C2、C3和C4應(yīng)按下列各式計算：C(x)(x)(x)1 (xx)(xx)(xx)1 2 1 3 1 4C (x)(x)(x)2 (xx)(xx)(xx)2 1 2 3 2 4C(x)(x)(x)3 (xx)(xx)(xx)3 1 3 2 3 4C (x)(x)(x)4 (xx)(xx)(xx)4 1 4 2 4 3式中：x——應(yīng)力讀取點距焊趾的距離，mm；——1距焊趾的距離，mm；——2距焊趾的距離，mm；——3距焊趾的距離，mm；——插值點4距焊趾的距離，mm。圖5.5.2（2）插值點應(yīng)力獲取方法十字焊接型節(jié)點熱點應(yīng)力計算，如圖5.5.1“(k)”j”ij(k)shift處5.5.2。應(yīng)力讀取位置xshift，應(yīng)按下式計算；x tx mmshift 2 wt式中：t——熱點處的板厚，mm；x——焊腳長度，mmt。wt 2圖5.5.3（1）十字焊接型節(jié)點圖5.5.3（2）十字焊接型熱點應(yīng)力插值A(chǔ)A線的左側(cè)與右側(cè)單元中心點的應(yīng)力平均得到。單元中心點應(yīng)力按下式計算：j(k)(x)j(k,e(x)6fj(k,g(x)

(j

N/mm2式中：

ij(k),bending(x)——彎曲應(yīng)力，N/mm2，按下式計算：j(k,g(x)j(k,e(x)j(k,e(x) (j,

N/mm2ij(k),surface(x——45范圍內(nèi)的表面應(yīng)力，包括中面應(yīng)力和彎曲應(yīng)力，N/mm2；j(k),e(x)——Nmm；fld——系數(shù)，按下述要求確定：fld=1，對于承受局部側(cè)向載荷的板格；fld=0，對于不承受局部側(cè)向載荷的板格。——相交板角度修正系數(shù)，應(yīng)按下列各式計算：x x 21.070.15wt0.22wt

，對于135t tx x 21.090.16wt0.36wt

，對于120t tx x 21.090.036wt0.27wt

，對于90t t其他角度的相交板角度修正系數(shù)應(yīng)通過線性插值法確定。圖5.5.3（3）插值點應(yīng)力獲取方法5.5.3（3）對于十字接頭腹板熱點的熱點應(yīng)力計算，應(yīng)根據(jù)由沿水平和垂直單元的交線xshift的交點的最大表面主應(yīng)力校核。十字接頭板厚中心線為交叉線，假定中線對準。熱點應(yīng)力，N/mm2，由如下公式計算得到：HS=shiftσshift——最大表面主應(yīng)力，N/mm2，位于交線偏移xshift的交點處；熱點應(yīng)力讀取位置的偏移距離如下：xtw——腹板板材的厚度，mm；

shift

twx2 wtxwt ——延伸角焊縫焊腳長度，mm，取為：xwtmin(lleg1,lleg2)lleg1，lleg2：圖5.5.3（4）所示水平和垂直焊縫線的焊腳長度，mm。圖5.5.3（4）腹板處熱點及熱點應(yīng)力讀取對于板材自由邊的疲勞評估，需使用梁單元來獲取疲勞應(yīng)力范圍，應(yīng)力范圍考慮梁單元的軸向力和彎曲應(yīng)力，梁單元的高度與所考慮板材的厚度相同，寬度方向近似忽略。典型節(jié)點的有限元細化要求底邊艙折角連接本小節(jié)的建模要求適用于焊接式底邊艙結(jié)構(gòu)的上折角和下折角。如使用獨立的局部有限元模型，局部模型的最小范圍如下：（即被校核的橫框架向前后各延伸一個強框架間距）。位于局部模型端部位置的強框架可不必建模。②沿垂向，模型應(yīng)從基線至雙殼壓載艙的最下一根水平桁（對于油船和雙殼散貨船），對于單殼的散貨船，模型應(yīng)從基線至底邊艙的頂點。當?shù)走吪摰纳险劢切柽M行疲勞評估時，模型應(yīng)向上延伸至雙殼壓載艙的最下一根水平桁以上4個縱骨的間距。③沿橫向，模型應(yīng)從舷側(cè)至雙層底最外側(cè)縱桁向內(nèi)4個縱骨的間距。任何強框架上毗連內(nèi)底板的嵌連肘板、從折角起第一根縱骨、臨近橫框架的第一底邊艙下折角接頭的典型局部有限元模型和細化網(wǎng)格見圖5.6.1（1）~（3）。圖5.6.1（1）底邊艙下折角細化有限元網(wǎng)格模型圖5.6.1（2）底邊艙下折角細化有限元網(wǎng)格模型圖5.6.1（3）底邊艙上折角細化有限元網(wǎng)格模型底凳與內(nèi)底的連接本小節(jié)的建模要求適用于底凳與內(nèi)底的折角連接部位。如使用獨立的局部有限元模型，局部模型的最小范圍如下：①沿垂向，模型應(yīng)從船底向上至內(nèi)底以上2米與槽型艙壁和底凳卸貨板相交處中兩者的大者。②沿橫向，模型應(yīng)延伸至左右兩端最近的底凳隔板，模型端部的底凳隔板不必建模。底凳內(nèi)部的隔板、肘板、扶強材應(yīng)按照實際位置建模，隔板、肘板以及從熱點起第一根縱骨（縱向、垂向、水平）都應(yīng)使用殼單元精確建模，其余縱骨可使用梁單元建模。底凳與內(nèi)底折角連接處的典型局部有限元模型見圖5.6.2。圖5.6.2 內(nèi)底與底凳側(cè)板的連接處槽型艙壁與底凳的連接本小節(jié)的建模要求適用于槽型艙壁與底凳折角連接部位。如使用獨立的局部有限元模型，局部模型的最小范圍如下：①沿垂向，模型應(yīng)覆蓋從底凳底部至底凳卸貨板以上2米的范圍。②沿橫向，模型應(yīng)延伸至左右兩端最近的底凳隔板，模型端部的底凳隔板不必建模。底凳內(nèi)部的隔板、肘板、扶強材應(yīng)按照實際位置建模，隔板、肘板以及從熱點起第一根縱骨（縱向、垂向、水平）都應(yīng)使用殼單元精確建模，其余縱骨可使用梁單元建模。槽型艙壁與底凳的連接的典型局部有限元模型見圖5.6.3。圖5.6.3 槽型艙壁與底凳的連接舷側(cè)肋骨肘板與底邊艙斜板的連接本小節(jié)的建模要求適用于舷側(cè)肋骨肘板與底邊艙斜板的連接。底邊艙斜板、舷側(cè)肋骨肘板、臨近骨材應(yīng)使用殼單元精確建模。舷側(cè)肋骨肘板與底邊艙斜板的連接處的典型局部有限元模型見圖5.6.4。如使用獨立的局部有限元模型，局部模型的最小范圍如下：（即被校核的熱點部位向前后各延伸一個強框架間距）。位于局部模型端部位置的強框架可不必建模。②沿垂向，模型應(yīng)從基線至頂邊艙斜板的底部。③沿橫向，模型應(yīng)從舷側(cè)至臨近的雙層底縱桁。圖5.6.4 舷側(cè)肋骨肘板與底邊艙斜板的連接舷側(cè)肋骨肘板與頂邊艙斜板/平底板的連接本小節(jié)的建模要求適用于舷側(cè)肋骨肘板與頂邊艙斜板/平底板的連接。頂邊艙斜板、頂邊艙平底板、舷側(cè)肋骨肘板、臨近骨材應(yīng)使用殼單元精確建模。舷側(cè)肋骨趾端與底邊艙斜板的連接處的典型局部有限元模型見圖5.6.5。如使用獨立的局部有限元模型，局部模型的最小范圍如下：（即被校核的熱點部位向前后各延伸一個強框架間距）。位于局部模型端部位置的強框架可不必建模。②沿垂向，模型應(yīng)從甲板至底邊艙斜板的頂部。③沿橫向，模型應(yīng)從舷側(cè)至頂邊艙對應(yīng)的艙口圍板處。圖5.6.5 舷側(cè)肋骨肘板與頂邊艙斜板/平底板的連接艙口圍板肘板與甲板的連接處本小節(jié)的建模要求適用于艙口圍板肘板與甲板的連接處。如使用獨立的局部有限元模型，局部模型的最小范圍如下：①沿橫向，模型應(yīng)覆蓋半個船寬以上。②沿縱向，模型應(yīng)從艙室的中心延伸至臨近的貨艙，應(yīng)包含全寬范圍內(nèi)的艙口間甲板。③沿垂向，模型應(yīng)從圍板頂端延伸至頂板艙斜板與外殼或內(nèi)殼的相交處。主要支撐構(gòu)件及艙口圍板撐柱應(yīng)使用殼單元精確建模。艙口圍板的肘板趾端與甲板的連接處典型局部有限元模型見圖5.6.6。圖5.6.6 艙口圍板肘板與甲板的連接處細化模型汽車運輸船車輛艙內(nèi)支柱與甲板/甲板強橫梁/甲板縱桁的連接本小節(jié)的建模要求適用于車輛艙支柱與甲板/甲板強橫梁/甲板縱桁的連接。臨近連接處的車輛甲板、支柱、甲板強橫梁、車輛甲板縱桁應(yīng)使用殼單元精確建模。車輛甲板支柱與甲板/5.6.7。如使用獨立的局部有限元模型，局部模型的最小范圍如下：①沿橫向，模型應(yīng)取全寬。②沿縱向，模型應(yīng)從分析區(qū)域強橫梁向前后各延伸一個強橫梁間距。③沿垂向，模型應(yīng)從分析區(qū)域向上下各延伸一個車輛甲板高度。5.6.7汽車運輸船車輛艙內(nèi)支柱與甲板/甲板強橫梁/甲板縱桁的連接處細化模型液化氣體運輸船甲板氣室開孔處90°15點向內(nèi)至半個長軸距離至少應(yīng)用15個單元建模。開孔處橢圓邊共應(yīng)用至少20個單元建模。5圖5.6.8液化氣體運輸船甲板氣室開孔處細化模型第6章泵塔疲勞強度一般規(guī)定本章適用于薄膜型液化氣體運輸船的泵塔結(jié)構(gòu)疲勞強度評估。CCS220章的相關(guān)要求。2貨艙作為目標艙進行晃蕩載荷計算。6.1.4所示。6.1.4泵塔疲勞分析流程裝載工況和裝載水平6.2.16.2.250%h的裝載水平；對于壓載工況，應(yīng)用于本6.2.250%h的裝載水平。耐波性分析的裝載工況 表6.2.1序號裝載工況吃水1滿載工況夏季載重線吃水2壓載工況壓載到港吃水作為標準的若設(shè)計方未提供各裝載水平下的營運時間比例，可假定為等比例分布。全船耐波性分析基于等效設(shè)計波法的全船耐波性分析主要用于：（AO形狀參數(shù)，以確定疲勞應(yīng)力長期分布；確定主要載荷參數(shù)的長期預(yù)報值，用于計算晃蕩載荷。等效設(shè)計波法對于無限航