2021船体结构疲劳强度指南

船体结构疲劳强度指南（2021）PAGEPAGE3/148目录第1章通则 5一般规定 5符号规定 6疲劳评估术语的定义 8疲劳损伤及失效模式 9疲劳评估方法 10腐蚀修正 12疲劳评估装载工况 12计算工况 17第2章疲劳载荷 18一般要求 18参数定义 18船舶运动和加速度 19船体梁载荷 23载荷工况 25外部压力 27干散货内部压力 34液体内部压力 38集装箱货物载荷 39汽车运输船载荷 40液化气体运输船重力载荷 40第3章疲劳评估 41一般要求 41船体结构节点的设计指导 41设计应力范围 41设计S-N曲线的选取 44疲劳累积损伤计算 44疲劳寿命计算 46焊接改善方法 46第4章简化应力分析 49一般要求 49基于简化分析的热点应力范围与热点平均应力 49名义应力分量计算 49热点应力计算 52应力集中系数 53第5章有限元应力分析 61一般要求 61结构模型化 61有限元分析工况 62边界条件 62基于有限元分析的热点应力范围与热点平均应力 65典型节点的有限元细化要求 71第6章泵塔疲劳强度 80一般规定 80装载工况和装载水平 80全船耐波性分析 81晃荡工况 81泵塔结构有限元分析 82疲劳分析 83附录 散货船、油船和集装箱船的船体结构节点 87第1章通则一般规定本指南适用于钢质海上航行船舶货舱区域的船体结构强度评估，包括以下船型：150mCSR散货船；150mCSR油船；150m及以上的集装箱船；150m及以上的下列液化气体运输船：1；12A（A；23B（B；34C（C；4150m及以上的整体液货舱式化学品船；150m及以上的矿砂船；专门设计和制造用于运输轮式商品车辆的钢质海上航行的汽车运输船。其他船舶也可参照本指南，对其船体结构进行疲劳强度评估。CCS《钢质海船入级规范》、《国内航行海船建造规范》或CCS接受的其他有关标准的要求。A/B（棱形独立液货舱应按本指南进行常规疲劳强度评估（即基于-N曲线的-M线性累积损伤方法，且B型独立液CCS《散装运输液化气体船舶构造与设备规范》中的有关要求进行断裂力学方法的疲劳强度评估，CCCS《散装运输液化气体船舶构造与设备规范》中的有关要求进行疲劳强度评估（如适用。FL寿命在25255L（2，FL（30）等。符号规定船长m97%L需特别考虑。对于箱形船体，L为沿结构吃水处水线自船首端壁前缘量至船尾端壁后缘的长度。对于无舵杆的船舶(如设有全回转推进器的船舶)，L97%。船宽（m型深D（m吃水dm吃水dL（mCb：系指对应于结构吃水处水线的型方形系数，由下式确定：Cb

LBd式中：——相应于结构吃水时的型排水体积，m3；L——船长，m;B——船宽，m；d——吃水，m。最大服务航速n（RPM）和发动机的相应最大持续功率（MCR）所保持的最大航速。主应力及方位角：主应力σ1和σ2按下列公式确定：2x y22 xy x y

N/mm21 22x y2x y22 xy

N/mm22 2式中：σx、σy——正应力，N/mm2；τxy——剪应力，N/mm2。主应力σ1和σ290°夹角，主应力σ1x轴的夹角θ按下式确定：n1x式中：x、1y（。

y

rad坐标系和应力符号：船舶的几何尺寸根据下列右手坐标系（1.2.9）定义：L尾端和基线的相交处；X轴：纵向轴，向前为正；Y轴：横向轴，向左为正；Z轴：垂向轴，向上为正。1.2.9参考坐标系船体运动及加速度的正负号定义：X轴正向为正；YZ轴正向为正；XYZ轴为正；船上任一点的纵向线加速度以沿X轴正向为正；船上任一点的横向线加速度以沿Y轴正向为正；船上任一点的垂向线加速度以沿Z轴正向为正。应力符号定义：拉伸应力为正，压缩应力为负。疲劳评估术语的定义热点：热点是结构中疲劳裂纹初始产生处，一般位于焊趾、部分焊透或角焊缝的焊根、板材的自由边。n（Nmm2：h（Nmm2：Kg：热点应力与名义应力的比值，按下式计算：式中：h——Nmm；——名义应力，N/mm2。

hgng热点应力范围SNmm算：Shxn

N/mm2N/mm2；N/mm2。Nmmm=i2 Nmm2a——Nmm2；i——Nmm。设计应力范围S（Nmm2正、平均热点应力修正和材料强度修正求得。关键位置：由于应力集中、构件对中、结构非连续以及腐蚀在船舶结构中，失效概率高于周围相邻结构的区域内，易于疲劳损坏而需提供设计改进的特定位置。疲劳损伤及失效模式疲劳控制的目标是保证遭受疲劳动载荷的船体结构有足够的疲劳寿命。疲劳寿（。进一步，它们可以形成船体结构在制造和全运营寿命期内的有效检查程序。疲劳裂纹的失效模式主要有以下四种：疲劳裂纹从焊趾扩展进母材（见本章图1.4.4（1））：为防止该失效模式，本指南给出了结构焊接节点的疲劳评估方法。图1.4.4（1）疲劳裂纹从焊缝根部扩展贯通角焊缝（见本章图1.4.4（2））：从角焊缝的焊缝根部扩展贯通角焊缝的疲劳裂纹是一种能导致重大后果的失效模式。为防止该失效模式，按本指南附录中给出的关键位置处结构焊接节点的焊接要求。PAGEPAGE28/148图1.4.4（2）疲劳裂纹从焊缝根部进入焊接下的剖面（见本章图1.4.4（3））：为防止该失效模式，按本指南附录中给出的关键位置处结构焊接节点的焊接要求。图1.4.4（3）疲劳裂纹起始于非焊接节点的自由边（见本章图1.4.4（4））：在母材中的疲劳裂纹是一种具有高应力循环次数构件的失效模式。然而，该疲劳裂纹常常开始于构件中的切口和沟槽或小的表面缺陷/不平整。为防止该失效模式，本指南给出了非焊接结构节点的疲劳评估方法。图1.4.4（4）疲劳评估方法疲劳评估是基于线性累积损伤模型（PalmgrenMiner的规则）进行。累积损伤度D应按下式计算：DNT0

fSNSdS式中：NT——结构在其设计寿命期间内的应力循环总次数；dSS——设计应力范围；f（S）——设计应力范围长期分布的概率密度函数；N（S）——与设计应力范围S相对应的结构疲劳失效时的应力循环次数。疲劳简化分析法主要包括下述步骤：疲劳载荷计算；热点应力范围计算；S-N曲线；累积损伤度的计算及衡准。应用本指南进行船体结构疲劳强度评估的流程见本章图1.5.3。图1.5.3-N-N曲线见本章图1.5.，B、C、D、E、F、F2、G、W八根曲线组成，每根曲线表示一类结构节点所受的交变应400N/mm297.6%。图1.5.4腐蚀修正疲劳评估应考虑船体结构正常腐蚀磨耗的影响。本指南在应力计算时采用建造构件尺寸，但在计算热点应力时应乘以下述要求的腐蚀修正系数：对于简化应力分析时船体梁弯曲正应力和有限元应力分析时总体载荷工况下的热对于简化应力分析时侧向载荷作用下的弯曲正应力和有限元应力分析时局部载荷。疲劳评估装载工况12～3个最常用的装载和压载工况作为用于疲劳评估的装载工况。油船和化学品船的疲劳评估装载工况为均匀满载工况和正常压载工况，具体要求1.7.2。油船和化学品船疲劳评估装载工况要求 表1.7.2疲劳评估装载工况装载模式吃水数CSW时间分配系数α均匀满载满载吃水0.6（中垂）0.425正常压载压载吃水0.8（中拱）0.425散货船的疲劳评估装载工况为均匀满载工况、隔舱满载工况和正常压载工况，具1.7.3。有关参数定义如下：d，货舱中的实际载货量。d（VFULL：货舱容积，包括货舱舱口围板包围的容积。散货船疲劳评估装载工况要求 表1.7.3疲劳评估装载工况装载模式吃水静水弯矩修正系数CSW货舱载（t）干散货密度C（t/m3）时间分配系数α无隔舱装载具有隔舱装载均匀满载满载吃水0.4（中垂）MHMHVFULL0.50.25隔舱满载装货舱空舱满载吃水0.75（中拱）MHD设计允许的最大货物密3.00.25正常压载压载吃水0.8（中拱）0.350.35集装箱船的疲劳评估装载工况为满载工况和正常压载工况，具体要求见本章表。集装箱船疲劳评估装载工况要求 表1.7.4疲劳评估装载工况装载模式吃水数CSW时间分配系数α满载满载吃水0.9（中拱）0.65正常压载压载吃水0.8（中拱）0.2薄膜型液化气体船和独立舱型液化气体运输船的疲劳评估装载工况为均匀满载工1.7.5(1)~(3)。薄膜型液化气体船疲劳评估装载工况要求 表1.7.5（1）疲劳评估装载工况装载模式吃水静水弯矩修正系数CSW时间分配系数α均匀满载满载吃水0.7（中垂）0.45正常压载压载吃水0.8（中拱）0.4A/B型独立舱液化气体船疲劳评估装载工况要求 表1.7.5（2）疲劳评估装载工况装载模式吃水静水弯矩修正系数CSW时间分配系数α均匀满载满载吃水0.4（中拱）0.45正常压载压载吃水0.9（中拱）0.4C型独立舱液化气体船疲劳评估装载工况要求 表1.7.5(3)疲劳评估装载工况装载模式吃水静水弯矩修正系数CSW时间分配系数α均匀满载满载吃水0.6（中拱）0.45正常压载压载吃水0.8（中拱）0.4（，1.7.6。矿砂船疲劳评估装载工况要求 表1.7.6疲劳评估装载工况装载模式吃水静水弯矩修正系数CSW货舱载荷干散货密C（t/m3）时间分配系数α均匀满载满载吃水0.8（中垂）MH设计允许的最大货物密度0.5正常压载轻压载吃水0.6（中拱）——0.35，如无确切的数据，正常压载和最大压载最大压载（如有时）压载工况的最大吃水0.65（中垂）——0.175汽车运输船的疲劳评估装载工况为均匀满载工况和正常压载工况，具体要求见本1.7.7。汽车运输船疲劳评估装载工况要求 表1.7.7疲劳评估装载工况装载模式吃水静水弯矩修正系数CSW时间分配系数α均匀满载满载吃水0.85（中拱）0.65正常压载压载吃水0.85（中拱）0.2计算工况计算工况由各疲劳评估装载工况及其对应的载荷工况组合而成。对于每一疲劳评估装载工况，应计及用于疲劳评估的产生动载荷组合的所有疲劳载荷工况。对于每一疲劳评估装载工况的主导载荷工况定义为在热点处设计应力范围在所有载荷工况中最大的载荷工况。第2章疲劳载荷一般要求本章规定了适用于船体结构疲劳评估的载荷。本章给出的载荷类型包括静水中和波浪中的船体梁载荷及板的侧向载荷。静水中的船体梁载荷包括垂向静水弯矩；波浪中的船体梁载荷包括垂向波浪弯矩和水平波浪弯矩。静水中的侧向载荷包括外部静水压力和货物及压载水引起的内部静压力；波浪中的侧向载荷包括外部水动压力和货物及压载水引起的内部惯性压力。设计载荷采用等效设计波法确定，对每一等效设计波给出一组载荷组合因子。波浪中的侧向载荷和波浪中的船体梁载荷需根据载荷组合因子进行组合。10-2。参数定义fr定义如下：fr1.00，无限航区/远海航区fr0.90，1类航区/近海航区fr0.85，2类航区/沿海航区fr0.80，3类航区/遮蔽航区fP定义如下：1Pf0.1P式中：1——2.2.2选取。参数1

表2.2.2船舶运动和加速度11.500.036L波浪中的船体梁载荷11.450.036L外部水动压力1.45f L表中：L——船长，m；f——f——系数，应按下列各式计算：f10.08zdLCizdLCi时DdLCiz——Z坐标，m；fdLCi)当z>d 时LCidLCi——工况下舱段模型长度中点处的吃水，m；D——型深，对于汽车运输船，取干舷甲板高度，m。波浪系数C应按下列各式计算：300L1.5C10.75

100

当90mL300m时； C10.75L350

当300mL350m时；C10.75

150

当350mL500m时。 式中：L——船长，m。船舶运动和加速度船舶单自由度运动应按下述要求计算。对于油船、化学品船、散货船、薄膜型液化气体船、独立舱型液化气体运输船和矿砂船，横摇遭遇周期TE应按下式计算：GMETsGME式中：kr——估算；——估算。油船、化学品船、薄膜型液化气体船、独立舱型液化气体运输船、散货船和矿砂船的kr和GM表2.3.1（1）疲劳评估装载工况krGM满载工况（隔舱或均匀装载）0.35B0.12B正常压载工况0.45B0.33B最大压载工况（仅矿砂船）0.40B0.25B对于集装箱船，汽车运输船横摇遭遇周期应按下列各式计算：T22T22TRVg TE0.5TR

当gV时 2TETR

当TRgV时式中：

TR——横摇周期，s，应按下式计算：GMTRGM

2.2kr式中：kr——所考虑装载工况的横摇转动半径，m。没有确切数值时，可按本章表2.3.1（2）估算；

GM——所考虑装载工况的初稳性高度，m。没有确切数值时，可按本章表2.3.1（2）估算。

V——最大服务航速，Kn。集装箱船、汽车运输船的kr和表2.3.1（2）疲劳评估装载工况krGM满载工况0.35B0.07B正常压载工况0.45B0.20B最大横摇角0.523fP：(62.51.25TE)frfPkbB75式中：fr——航区系数，见本章2.2.1；fP——概率水平系数，见本章2.2.2；kb——系数，应按下列各式取值：

radkb1.2，对于无舭龙骨的船舶kb=1.0，对于有舭龙骨的船舶kb=0.8，对于有主动式减摇装置的船舶B——船宽，m。纵摇周期和最大纵摇角应按下列各式计算，其中最大纵摇角不必大于0.14fP：L——m；——方形系数；

TP1.80L100.25a0CbL10

srad——加速度系数，应按下式计算：VLaff(3CC VL0 rP L V式中：fr——航区系数，见本章2.2.1；fP——概率水平系数，见本章2.2.2；LCVL

50，取不大于0.2；L——船长，m；V——最大服务航速，Kn；C——波浪系数，见本章2.2.3。船舶运动加速度应按下述要求计算。aroll应按下式计算：a 2

rad/s2Troll )TE式中：——rad2.313；E——s2.311或2..12。纵摇引起的角加速度应按下式计算：22Tapitch( )TP

rad/s2式中：——rad2.314；P——s2.314。aheave应按下式计算：Cbaheave7aCb式中：a0——加速度系数，按本章2.3.1（4）计算；Cb——方形系数。asway应按下式计算：

m/s2asway3a0

m/s2式中：a0——加速度系数，按本章2.3.1（4）计算。应按下式计算：Cbasurge2aCb——2.3.1（4）计算；Cb——方形系数。

m/s2船舶任何一点的纵向、横向和垂向加速度参考值应按下列各式计算：纵向：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定义的载荷组合因子；aheave、asway、asurge——见本章2.3.2；——ra2.3.（；——ra2.3.（；apitchx——纵摇引起的纵向加速度，m/s2，应按下式计算：apitchxapitchR

m/s2arolly——横摇引起的横向加速度，m/s2，应按下式计算：arollyarollR

m/s2arollz——横摇引起的垂向加速度，m/s2，应按下式计算：arollzarolly

m/s2apitchz——纵摇引起的垂向加速度，m/s2，应按下式计算：apitchzapitch(x0.45L)式中：aroll、apitch——见本章2.3.2；

m/s2Rzmin(DdLC,D)；4 2 2dLC——相应装载工况下的船中吃水，m；D——型深，m；L——船长，m；x,y,z——计算点的纵向、横向和垂向坐标，m。船体梁载荷本条给出的波浪垂向弯矩和波浪水平弯矩为绝对值。波浪弯矩的符号应根据本章2.5.3中的载荷组合因子组合后考虑。船舶任一横剖面处的静水垂向弯矩、波浪垂向弯矩2.4.1所示：2.4.1MSWMWVMWH的符号规则MSW应按下式计算：MSWCSWMS

kN·m式中：CSW——相应装载工况下的静水弯矩修正系数，见第1章1.7；MS——船体梁中拱或中垂许用静水弯矩，kN·m。船体任一横剖面的垂向波浪弯矩应按下列各式计算：中拱：,H MrPe 中垂：

190FfffCL2BC103

kN·mM fff

kN·mWV,S MrPe b式中：FM——本章表2.4.3所定义的分布系数；fr——航区系数，见本章2.2.1；fP——概率水平系数，见本章2.2.2；fe——系数，按下列情况确定：fefesfe

当考虑线性波激振动影响时当考虑非线性砰击颤振和波激振动影响时其中：fes——线性波激振动影响系数，见CCS《船体结构波激振动和砰击颤振直接计算评估指南》3.3；fews——非线性砰击颤振和波激振动影响系数，见CCS《船体结构波激振动和砰击颤振直接计算评估指南》4.4；C——波浪系数，见本章2.2.3；L——船长，m；B——船宽，m；Cb——方形系数。

表2.4.3船体横剖面位置分布系数FM0x0.4L2.5xL0.4Lx0.65L1.00.65LxL2.86(1x)L船体任一横剖面的水平波浪弯矩应按下式计算：MWH

(0.3

L2000

)

frf

PLCbCL2d CPLCb

kN·m式中：FM——分布系数，见本章表2.4.3；fr——航区系数，见本章2.2.1；fP——2.2.2；C——波浪系数，见本章2.2.3；L——船长，m；B——船宽，m；dLC——相应装载工况下的船中吃水，m；Cb——方形系数。载荷工况载荷工况由以下规则波组成：（“H”；（“F；（R”；（“P。2.5.2。载荷工况定义 表2.5.2载荷工况H1H2F1F2R1PR2PEDW“H”“F”“R”浪向迎浪随浪横浪上风舷--左舷结果最大弯矩最大弯矩最大横摇中垂中拱中垂中拱(+)(-)运动定义--表2.5.2（续）载荷工况R1SR2SP1PP2PP1SP2SEDW“R”“P”“P”浪向横浪横浪横浪上风舷右舷左舷右舷结果最大横摇最大外部压力最大外部压力(-)(+)(+)(-)(-)(+)运动定义各载荷工况中的船体梁载荷和加速度分量，应用每一分量的参考值乘以本章表LCF得出。载荷组合因子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（续）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——由船型决定的系数，按下列各式计算：c 0.70.4dLCZHR d砂船c 0.70.6dLC，对于集装箱船和汽车运输船ZHR d式中：L——船长，m；dLC——相应装载工况下的船中吃水，m；d——吃水，m。（外部压力由下式得出，且不应为负值：pSWpSpW

kN/m2式中：

——静水压力，kN/m22.6.2；pW——视载荷工况而定的水动压力，kN/m2，与本章2.6.3，2.6.4或2.6.5所定义的水动压力相等的波浪压力，并按本章2.6.6修正。2.6.2。静水压力pS

表2.6.2位置静水压力pS（kN/m2）水线处及以下的点（zdLCi）g(diz)水线以上的点（zdLCi）0式中：dLCi——相应装载工况下所考虑船体横剖面处的吃水，有限元应力分析时取相应装载工况下舱段模型长度中点处的吃水，m；z——载荷点的垂向坐标，m。H1、H2、F1F2pH和pF2.6.（1。压力pF22.63。载荷工况H1、H2、F1和F2的水动压力 表2.6.3（1）载荷工况水动压力（kN/m2）H1pH1kaHkpHpHFH2pH2kaHkpHpHFF1pF1kaFkpFpHFF2pF2kaFkpFpHF2y注：表中pHF2yp fff

L125(z

1)；且2y1.0，z应取不大于dHF hrP式中：

L dLCi

LCifh——系数，应按下式计算：fhfh

H1、H2F1、F2kaH——H1、H2载荷工况沿船舶纵向的幅值系数，应按下列各式计算：CaHk 112CaHb6

(1

)x0.5Bi2Bi2y4yxL4yxL

3，当0.0x/L0.5时kaH1C

(3 B

， 当x/L时b ikaF——F1、F2载荷工况沿船舶纵向的幅值系数，应按下列各式计算：aFk 13.52dLC)(12y)(15x)，当0x/L0.2时aFd Bi LkaF1.0， 当x/L时aFk 115(12yx0.9)， 当0.9x/L1.0时aFLkpH——H1、H2载荷工况沿船舶纵向的相位系数，应按表2.6.3（2）取值，中间值按插值计算：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载荷工况沿船舶纵向的相位系数，应按表2.6.3（3）取值，中间值按插值计算：

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——波长，m，应按下列各式计算：C

(1dLC)LL1 d

，对于载荷工况H1和H2C(12dLC)L，对于载荷工况F1和F2L1 3d式中：L——船长，m；fr——航区系数，见本章2.2.1；fP——概率水平系数，见本章2.2.2，计算时z应取不大于dLCi；C——波浪系数，见本章2.2.3；dLCi——相应装载工况下所考虑船体横剖面处的吃水，有限元应力分析时取相应装载工况下舱段模型长度中点处的吃水，m；Bi——所考虑横剖面在水线处的船宽，有限元应力分析时取相应装载工况下舱段模型长度中点处的船宽，m；x,y,z——载荷点的纵向、横向和垂向坐标，m；CL1——系数，应按下列各式计算：CL1=0.6，对于油船、化学品船、薄膜型液化气体船、独立舱型液化气体运输船、散货船和矿砂船CL1=0.5，对于集装箱船、汽车运输船dLC——相应装载工况下的船中吃水，m；d——吃水，m。2.6.3pF2的分布R1PR2PR1SpR应2.6.42.6.4。载荷工况R1P、R2P、R1S和R2S的水动压力 表2.6.4载荷工况水动压力（kN/m2）R1PpR1PpRPR2PpR2PpRPR1SpR1SpRSR2SpR2SpRS表中：

pRP10ysin0.88frfPCp 10ysin0.88ffC

2yL125(2y2yL125(2y

1)1)RS rP L B式中：——deg2.3.（；fr——航区系数，见本章2.2.1；fP——概率水平系数，见本章2.2.2；C——波浪系数，见本章2.2.3；——波长，m，应按下式计算：Tg 2T2Ey——载荷点的横向坐标，m，左舷取为正值；B——船宽，m。式中：E——s2.311或2..12。2.6.4pRPpRS的分布P1PP2PP1Spp见2.6.5pp12.6.5。载荷工况P1P、P2P、P1S和P2S的水动压力 表2.6.5载荷工况水动压力（kN/m2）P1PpP1PpPPP2PpP2PpPPP1SpP1SpPSP2SpP2SpPS表中：

pPP4.5frfpC

L125(2L LL125L2y

z3 2yLCi 2y

当y01.5frfpC

(2 3 dLCi B

当y0pPS1.5frfpC

(2z 3 L125LL125L2y

当y04.5frfpC

(2z3 L125L125L2y

当y0式中：——波长，m，应按下式计算：(0.2CL2y——载荷点的横向坐标，m。fr——航区系数，见本章2.2.1；

dLC)L mdfP——概率水平系数，见本章2.2.2；C——波浪系数，见本章2.2.3；CL2——系数，按下列各式计算：CL2=0.4，对于油船、化学品船、薄膜型液化气体船、独立舱型液化气体运输船、散货船和矿砂船CL2=0.15，对于集装箱船、汽车运输船dLC——相应装载工况下的船中吃水，m；d——吃水，m；L——船长，m。 2.6.5pPP的分布对于各载荷工况，水动压力应按下述要求修正：,C（见本章图2.6.：W,CWLg(diz),C0

kN/m2 dLCizdLCi时kN/m2 zdLCi时式中：pW,WL——所考虑载荷工况下水线处的水动压力；dLCi——相应装载工况下所考虑船体横剖面处的吃水，有限元应力分析时取相应装载工况下舱段模型长度中点处的吃水，m；z——载荷点的垂向坐标，m；hW

pW,WLg，m；式中：——海水密度，取1.025t/m3。,C应按下式计算（见本章图2.6.：pW,Cmax[pW,g(zdLCi)]

kN/m2式中：pW——所考虑载荷工况下在水线以下的负水动压力；dLCi——相应装载工况下所考虑船体横剖面处的吃水，有限元应力分析时取相应装载工况下舱段模型长度中点处的吃水，m；z——载荷点的垂向坐标，m。 当水线处水动压力为正值时 当水线处水动压力为负值时2.6.6水动压力的修正干散货内部压力干散货上表面应按下述要求确定：货舱装载至舱口围板顶部时，干散货上表面应按货舱范围内相同货物体积等效确（2.711。干散货的等效水平表面在内底以上hC处，hChHPUh0

hC应按下式计算：m0式中：hSA m0BHSAS0

mlH——S0——从顶边舱与舷侧外板或内壳下交点至上甲板水平面的阴影面积，m2，见本章图2.7.1VHC——舱口围板由上甲板至围板顶部范围内所包围的容积，m3；lH——货舱长度，m；当设置槽型横舱壁时，从槽型深度中点处计量；BH——货舱长度中点处的货舱宽度，m。2.7.1（1）S0的定义货舱未装载至上甲板时，干散货上表面沿船体横向为抛物面（有关参数定义见本2.712（取M/C确定。干散货的表面在内底以上hC处，hC应按下列各式计算：hChyh2hHPL

m 当h20时hhh

m

B2且

0时C y 22hC0

m

2B22

2且h2

0时式中：h2——距离，m，应按下式计算：h Mtan

m2 Bl

2B 6

BlCHH H H Hhy——距离，m，应按下列各式计算：hy(1hy

4y2B2)BH4y2B2B2

，当h20时，当h20时6 MlHC( VTS6 MlHC( VTS) IB hHPL3B2tanBHBIB3hHPLBHBIBB2h22——当h20时的距离，m，应按下式计算：h h

(B2BIB)BBB

22 H IB——从内底至底边舱与舷侧外板或内壳上交点的垂直距离，m。如无底边舱，hHPL取为0。——距离，mhBHtan

，当h

0时1 4 2hB2tan ，当h

0时1 4 2M——货舱载货量，t；VTS——在货舱长度lH范围内，横舱壁底凳的总体积，m3。该体积不包括底边舱穿过横舱壁的部分；C——m，见第1章1.73；BH——货舱长度中点处的货舱宽度，m；lH——货舱的长度，m；当设置槽型横舱壁时，从槽型深度中点处计量；BIB——货舱长度中点处的内底的宽度，m；——货物的休止角，取为35°；y——载荷点的横向坐标，在上风舷取为正值。2.7.1（2）hy、h22和hHPL的定义pCS应按下式计算：SCKCCpCS0

kN/m2,当zc0时kN/m2,zc0时C——m，见第1章1.7.；KC——系数，应按下列各式计算：CKs2n2()n2C

，对于内底、底边舱、横舱壁和纵舱壁、底凳、垂直顶凳、内壳和舷侧板；KC0

，对于顶边舱，上甲板和倾斜顶凳；式中：——所考虑板与水平面之间的夹角，deg；——de2..12。zC——干散货表面至载荷点的垂直距离，m，按下式计算：zcz m式中：hC——干散货表面至内底的垂直距离，m，见本章2.7.1；hDB——双层底高度，m；z——载荷点的垂向坐标，m。应按下式计算：WC[aX(Gx)Y(Gy)5KCZzc]

kN/m2, zc0时0， 当zc0时式中：C、KC——见本章2.7.（；aXaZ——分别为所考虑货舱形心的纵向、横向、垂向加速度，m/s2，见本2.3.3；xG、yG——所考虑货舱形心的纵向和横向坐标，m；zc——见本章2.7.2。x、y、z——载荷点的纵向、横向和垂向坐标，m。应按下式计算，取不小于零：pCpCSpCW

kN/m2式中：pCS——静水中的干散货压力，kN/m2，按2.7.2计算；pCW——干散货引起的惯性压力，kN/m2，按2.7.3计算。液体内部压力pLS应按下式计算，且取不小于零：SLg(Pz)

kN/m2式中：L——内部液体的密度，t/m3，按下述要求确定：L=0.9，对于货油L=1.025，对于压载水L=0.5，对于LNG对于其他液化气体，取满舱时的最大货物密度；zTOP——船舶正浮状态下，液舱顶的垂向坐标，m；z——载荷点的垂向坐标，m。应按下列各式计算：pWL[Z(zBz)flyY(yBy)flxaX(Bx]式中：L——m2.8.；xB——X坐标，m；yB——Y坐标，m；zB——Z坐标，m；参考点取为液舱上边界上使Vj值为最大的点：Vj(aZg)(zjzG)aY(yjyG)aX(xjxG)

kN/m2xjyjzj——Z坐标，m；——Z坐标，m；fullx——纵向充装系数，应按下列各式计算，取不小于0且不大于1：f 0.5

zBz

对于装满液货的货舱ullx1.0

l

对于其他情况fully——横向充装系数，应按下列各式计算，取不小于0且不大于1：f 0.5

zBz

对于装满液货的货舱ully btop1.0

对于其他情况2.3.3；

aX、aY、aZ——分别为所考虑货舱形心的纵向、横向、垂向加速度，m/s2，见本章x、y、z——载荷点的纵向、横向和垂向坐标，m。式中：lfs——舱室顶部的长度，m；btop——舱室顶部的宽度，m；——rad2.3.（4；——rad2.313。pL应按下式计算，取不小于零：pLpLSpLW

kN/m2式中：pLS——液体引起的静压力，kN/m2，按本章2.8.1计算；pLW——液体引起的惯性压力，kN/m2，按本章2.8.2计算。集装箱货物载荷201/2。假定舱口盖上相应货舱范围内的所有集装箱为一个整体质量块，该质量块的重量1/2。集装箱货物引起的载荷应按下列各式进行计算：X方向：

mCaX kNY方向：

mCaY kNZ方向：

fzmCgmCaZ kN式中：mC——货舱内标准堆垛的重量或舱口盖上集装箱总重，t；aXaZ——货舱内标准堆垛重心处的加速度或舱口盖上集装箱货物重心处的加速度，m/s22.3.3；fz——集装箱货物垂向静载荷系数，应按下列各式计算：fzcos，对于R1P、R1S、R2P、R2S工况1，对于其他工况式中：——最大横摇角，见本章2.3.1；X方向载荷以向前为正，Y方向载荷以左舷为正，Z方向载荷以向上为正。集装箱货物引起的载荷应施加在集装箱箱脚位置处。汽车运输船载荷作用在车辆甲板上的载荷应按下列各式进行计算X方向：

PXPaX

kN/m2Y方向：

PYPaY

kN/m2Z方向：

fz

kN/m2式中：P——车辆甲板的实际装载载荷，t/m2；aXaZ——货舱内车辆重心的加速度，m/s2fz——车辆甲板的垂向静载荷系数，应按下列各式计算：fzcos，对于R1P、R1S、R2P、R2S工况1，对于其他工况式中：——最大横摇角，见本章2.3.1；液化气体运输船重力载荷液化气体运输船应计及重力的影响。第3章疲劳评估一般要求疲劳强度评估应基于热点处的设计应力范围进行，并考虑在港或维修时间，其结果可用累积损伤度或疲劳寿命表示。D应满足下式要求：D20式中：TD——设计疲劳寿命，年。20年。船体结构节点的设计指导本指南附录提供了散货船、油船和集装箱船的船体结构节点设计，旨在为设计者（设计应力范围装载工况“(k)”SD(k应按下式计算：SD(k)max(fm,i(k)ftfmaterialSh,i(k))

N/mm2式中：Sh,i(k)——装载工况“(k)”中载荷工况“i”下的热点应力范围，N/mm2，见第4章或第5章;fm,i(k)——装载工况“(k)”中载荷工况“i”下的热点平均应力修正系数，见本章3.3.2；ft ——3.3.3；fmaterial——材料强度修正系数，见本章3.3.4。装载工况“(k)”fm(k)应按下述要求确定：对于焊接节点PAGEPAGE42/148fm,i(k)

min

0.3m,i(k)CS

当i(k)

0时sh,i(k)fm,i(k)

max0.7,

0.3m,i(k)CS

当i(k)

0时

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

min

m,i(k)CS

当i(k)

0时sh,i(k)fm,i(k)

max0.6,

m,i(k)CS

当i(k)

0时sh,i(k)式中：

i(k)——“(ki”Nmm2；Sh,i(k)——装载工况“(k)”中载荷工况“i”下的热点应力范围，N/mm2；Cs——系数，下式计算：Cs1.60.0025L式中L为船长，m。ft应按下列各式计算：ft1.0

当t22时tnft

当t22时22式中：n——系数，见本章表3.3.3；t——热点处的板厚，mm，按下述要求确定：对于简化应力分析，扁钢和球扁钢不作板厚修正，角钢和T型材取面板厚度；对于有限元应力分析，应取为裂纹容易产生和扩展处结构的板厚。表3.3.3结构节点示意图条件系数n十字接头或T与焊缝方向垂未经处理的焊后状态0.25直使用焊接后处理方法处理过的焊趾0.2对接接头，载荷方向与焊缝方向垂直未经处理的焊后状态0.2打磨或使用焊接后处理方法处理过的焊趾0.1方向与载荷方向平行未经处理的焊后状态0.1使用焊接后处理方法;处理过的焊趾0.1有焊接件的扁荷方向与焊缝方向平行未经处理的焊后状态0使用焊接后处理方法处理过的焊趾0覆板上的纵向构件未经处理的焊后状态0.2使用焊接后处理方法处理过的焊趾0.1纵向支撑的纵向附件和覆板未经处理的焊后状态0.1使用焊接后处理方法处理过的焊趾（1）0机器切割，如采用热处理方法，或剪切的边缘切口去除或磨圆切割痕迹0.1手工热切割，如，火焰切割材料强度修正系数，应按下式选取：fmaterial

1200Re

对于母材自由边；fmaterial1

对于焊接节点。式中，ReH——材料的屈服强度，N/mm2，按CCS《钢质海船入级规范》第2篇第1章第3节规定。S-N曲线的选取D曲线。C曲线。疲劳累积损伤计算结构节点在装载工况“(k)”应按下式计算：N S m mDDk D(k) 1 k K lnN

m/k k L k式中：

ND——船舶在20年营运期间的载荷循环总次数，通常取0.65108；NL——载荷谱回复周期的循环次数，取为102；k——k)”1章1.7；K——S-N曲线参数，见本章表3.5.1；SDk)——装载工况“(k)”的设计应力范围，N/mm2；k——“()”的bl1； m

m

mm 1.0 k k k m1SS qS

k

ln

kk LD(k)m——S-N曲线反斜率，取为3；m——S-N曲线两段反斜率差，取为2；x,——不完全GAMMA函数值，应按下式计算：x,v

vux1eudu0——完全GAMMA函数值，应按下式计算：xux1eudu0Sq——S-N曲线二线段的交点处的应力幅值，见本章表3.5.1。SN曲线参数 表3.5.1S-N曲线KSqC3.464×101270.2305D1.520×101253.3680结构节点的总累积损伤度应按下式计算：Dk式中：Dk——结构节点在各装载工况下的累积损伤度，见本章3.5.1。疲劳寿命计算结构疲劳寿命应按下式计算：T 20F D式中：D——结构节点的总累积损伤度，见本章3.5.2。焊接改善方法焊接后处理改善疲劳强度的方法应视为一种满足疲劳寿命要求的补救办法，应满足质量控制程序要求。考虑焊接后处理的有利影响时，设计阶段结构细节计算疲劳寿命在不考虑焊接后TD/1.47。对于货舱的内部的结构细节，设计阶段不含焊接后处20年。改善方法应用于焊趾处。该方法针对焊趾处疲劳失效的可能性，目的是提高焊缝3.7.6。如果计划改善焊缝，焊接后处理方法应使用全焊透或部分焊透的焊缝以减轻或消除焊根处产生裂纹的可能性。焊接部位可用机械打磨工具将焊趾打磨出合适的几何形状以降低应力集中和去除3.7.6。为消除缺陷，如杂质，咬边和冷隔，应去除焊趾处的材料。打磨深0.5mm2mm7%的较小者。应采用批准的方法对任何不满足该要求的咬边进行修理。3.7.6打磨焊趾几何形状示意图50mm1025mm0.25t检验程序应包括核查焊趾处的半径、打磨深度，以及确认完全去除焊趾处的咬边。1.3D/2.2。打磨的适用范围3.7.5；焊缝改善对于改进高周疲劳条件下的结构细节疲劳强度有效，所以疲劳改善因子不适用于低周疲劳，即，N≤5×104，N为疲劳失效的循环次数；650mm厚度钢板的焊缝；疲劳改善因子可应用于横向对接焊，T型和十字型焊接接头以及纵向附件焊接，但不包括纵骨端部连接；3.7.9；建造者需提供船舶上应用焊接后处理的细节清单和位置。lleg：焊脚长度 w：凹槽的宽度 d：打磨深度3.7.9焊接珠状表面的打磨范围第4章简化应力分析一般要求简化应力分析方法适用于纵骨端部连接节点的疲劳强度评估，热点在纵骨端部连接节点的焊趾处。11.7简化应力分析时考虑下述名义应力分量：船体梁弯曲正应力；纵骨在侧向载荷作用下的弯曲正应力。基于简化分析的热点应力范围与热点平均应力装载工况“(k)”中载荷工况“i”Shi(k)应按下式计算：式中：k)hi2(k)——“()”“”Nmm4.4.。装载工况“(k)”中载荷工况“i”下，热点平均应力应按下式计算：h,(k)h,i2(k Nmm2m,i(k) 2k)hi2(k)——“(k“”Nmm4.4.。名义应力分量计算装载工况“(k)”中载荷工况“j”下，船体梁载荷引起的名义应力分量nhj(k)，应按下式计算：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)——静水弯矩引起的船体梁弯曲正应力，N/mm2；应按下式计算：SW,(k)

MSW,(k)zzNA10-3I

N/mm2YWij——Nmm；V,1

MWV,SzzNA10-3I

对中垂工况WV,i2

YMWV,HzzNA10-3I

对中拱工况YWH,(k)——Nmm；H,(k)

MWHy10-3IZ、——22.5.3；MSW,(k)——相应装载工况下的静水弯矩，kNm；MWV,S、MWV,H——中垂、中拱垂向波浪弯矩，kNm；MWH,(k)——水平波浪弯矩，kNm；yz——计算点的横向坐标与垂向坐标，m；zNA——中和轴的垂向坐标，m；IY、IZ——船体横剖面分别对横向和垂向中和轴的惯性矩，m4。装载工况“(k)”中载荷工况“j”下，侧向载荷引起的名义应力分量nl,j(k)，应按下式计算：

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——纵骨跨距，m，见本章图4.3.2；x——m4.3.（14.3.（2；Ws——纵骨连同带板的剖面模数，cm3；Cd——相对位移修正系数，按下述要求确定：Cd1.3，货舱横舱壁处的船底（内底）纵骨端部节点Cd1.2，货舱横舱壁处的舷侧（内壳）纵骨端部节点Cd1.15，货舱横舱壁处的甲板纵骨端部节点Cd1.0，其他相对位移修正系数也可由直接计算法确定。W,j(k)、L,j(k)、C,j(k)——WLC——；当压力作用在纵骨相反一侧时，取1。图4.3.2（1）单壳结构图4.3.2（2）双壳结构热点应力计算装载工况“(k)”中载荷工况“ij”下的热点应力应按下列各式计算：h,j(k)CgfhKh,j(k)flKlKl,j(k) (j,

N/mm2式中：h,j(k)——Nmm2，见本章4.31；l,j(k)——Nmm24.3.；Kn——非对称纵骨应力集中系数，见本章4.5.2；Kgh——4.5.1；Kgl——4.5.1；——11.6.1；Cg——板架弯曲修正系数，应按下述要求确定：Cg=1.1，船底（内底）纵骨端部节点Cg=1.05，舷侧（内壳）纵骨端部节点Cg=1.0，甲板纵骨端部节点板架弯曲修正系数也可由直接计算法确定。应力集中系数4.5.1所示，4.5.3用直接计算法确定。应力集中系数 表4.5.1序号节点形式A点B点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序号节点形式A点B点KghKglKghKgl51.281.341.281.3461.521.671.341.3471.521.671.521.6781.521.671.521.6791.521.671.281.34序号节点形式A点B点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序号节点形式A点B点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序号节点形式A点B点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序号节点形式A点B点KghKglKghKgl281.521.671.341.47291.281.341.341.47301.281.341.341.47311.131.201.131.20321.131.14N/AN/A注：①附件长度d，mm，定义为焊接于纵骨翼板上的不扣除扇形孔的焊接附件长度。②如果纵骨为扁钢且有一腹板加强筋/肘板焊接到该骨材上，当腹板加强筋/肘板的厚度大于骨材厚度的0.71.128mm的骨材，如达不到上述标准的球扁钢和角钢。3132为不设置腹板加强筋或腹板加强筋不与骨材翼板连接的结构细节情况。对于无补板/位于骨材腹板和横向强框架或补板的连接处。Kn应按下列公式计算：Kn1.03

，对于球扁钢12zKn1z

，其他式中：——系数；取1-2bg/bf；bg——从腹板中心线至翼板的宽度，mm，见本章图4.5.2；bf——翼板宽度，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——带板厚度，mm4.5.2；Z——扶强材剖面模数，cm3；31 280——系数，取

；140——系数，取

2hstfw ；h4Z103——系数，取

l4 1210。4h s10。b3th2

stf tffstf 3tw w

t3图4.5.24.5.1中的连接形式时，疲劳强度评估可按下述要求进行：5章；Kg应为有限元热点应力与简式中：h——Nmm；——名义应力，N/mm2。

Kgg第5章有限元应力分析一般要求有限元热点应力分析方法适用于焊接节点与非焊接节点的疲劳强度评估，考虑了焊接节点的结构不连续性，但是不包括焊趾转折点的切口效应。基于有限元应力分析的疲劳强度校核采用精细网格分析进行，可将精细网格模型结构模型化CCS《钢质海船入级规范》215节的相关要求。模型范围应符合下述要求：1/2个货舱+1个货舱+1/2个货舱长度。考虑横向波浪载荷的不对称性，应采用全宽模型。垂向范围应取主船体范围内的所有构件，包括主甲板上的所有主要构件。对于局部精细网格子模型，应避免位移边界条件和力边界条件对细化区域热点应力的影响；细化区域边缘应有主要支撑构件，如货舱区域的纵桁、水平桁和肋板等。热点附近的有限元网格应足够精细，以便反映应力梯度的变化，网格大小应不大于热点处受力构件厚度t。精细网格区域应保证从热点位置向外所有方向延伸不小于，精细网格与粗网格之间的细化网格区域的网格密度的过渡应保持平稳。4节点单元，壳单元应表示板材的60或大于120如果在自由边（如骨材穿过强框架的开孔、板材边缘和舱口角隅）进行应力评估时，应使用高度与板材厚度相同，单位面积的梁单元来得到局部的应力值。对于独立舱型液化气体运输船有限元建模，应能模拟支撑结构的受力状态，可采CCS《散装运输液化气体船舶构造与设备规范》有关章节。有限元分析工况在有限元应力分析时，每一计算工况分为总体载荷工况与局部载荷工况，热点应力应由总体载荷工况与局部载荷工况的应力合成得到，应按下式计算：CfGTfL Nmm2式中：G——Nmm2;L——Nmm;fch、fcl——腐蚀修正系数，见第1章1.6.1；CVT——船型修正系数，按下述要求确定：CVT=0.75，对于集装箱船CVT=0.85，对于汽车运输船CVT=0.80，对于油船、化学品船CVT=0.9，对于散货船CVT=0.95，对于薄膜型液化气体船CVT=0.6，对于矿砂船内底板与底凳连接处的热点、独立舱型液化气体运输船CVT=0.9，对于矿砂船的其他热点。边界条件舱段有限元模型的边界条件应符合下述要求：（5.4.1）x、y、zMPC22.5.3；前后端面内独立点的横向线位移、垂向线位移、绕纵向轴的角位移约束，即：yzx0x0。总体载荷边界条件 表5.4.1（1）位置线位移约束角位移约束xyzxyz前后端面所有纵向构件相关相关相关前端面独立点固定固定固定固定弯矩弯矩后端面独立点-固定固定固定弯矩弯矩油船、化学品船、散货船、集装箱船、薄膜型液化气体船、独立舱型液化气体运5.4.（）前后端面施加对称面边界条件，端面内节点的纵向线位移、绕端面内两个坐标轴0；舷侧外板、内壳板、纵舱壁与中部货舱前后舱壁交线上应设置垂向弹簧单元，弹簧单元弹性系数均匀分布，弹性系数按下式计算：K6lHn式中：G——材料的剪切弹性模量；对于钢材，G=0.792×105N/mm2;A——前后舱壁处舷侧外板、内壳板或纵舱壁板的剪切面积，mm2；lH——中部货舱长度，mm；n——舷侧外板、内壳板或纵舱壁板上垂向交线节点数量。局部载荷边界条件（载荷对称） 表5.4.1（2）位置线位移约束角位移约束xyzxyz前后端面固定固定固定前后横舱壁处纵中剖面与船底交点-固定舷侧外板、内壳板、纵舱壁板与前后横舱壁垂直交线节点--垂向弹簧油船、化学品船、散货船、集装箱船、薄膜型液化气体船、独立舱型液化气体运5.413）前后端面施加对称面边界条件，端面内节点的纵向线位移、绕端面内两个坐标轴xyz0；（如有时K6lHn式中：G——材料的剪切弹性模量；对于钢材，G=0.792×105N/mm2;A——（如有时lH——中部货舱长度，mm；n——上甲板、凸形甲板（如有时、船底板、内底板上水平交线节点数量。舷侧外板、内壳板、纵舱壁板与前后横舱壁交线上节点应设置垂向弹簧单元，弹5.4.（（。局部载荷边界条件（载荷非对称） 表5.4.1（3）位置线位移约束角位移约束xyzxyz前后端面固定固定固定（如有时-横向弹簧舷侧外板、内壳板、纵舱壁板与前后横舱壁垂直交线--垂向弹簧汽车运输船的局部载荷边界条件各工况采用相同的边界条件，用以约束刚体位移，并约束载荷产生的不平衡力。具体的位置见表5.4.1（4）和图5.4.1；x方向的位移；y方向的位移；z方向的位移。通过上述位移约束，可以控制模型的转动刚体位移；y轴的转动。各工况下的边界条件 表5.4.1（4）约束x0y0z0y0作用区域线AD线AB线AA’，BB’，CC’，DD’各纵桁两端5.4.1施加边界条件的位置当采用局部细化有限元模型时，应将由舱段模型获得的节点力或节点位移施加到子模型上。基于有限元分析的热点应力范围与热点平均应力热点应力范围与平均应力装载工况“(k)”中载荷工况“i”Shi(k)45范围内的热点主应力，根据各载荷工况i1和载荷工况i2下热点应力分量的差值确定。装载工况“(k)”中载荷工况“i”和载荷工况下热点应力分量的平均确定。焊接型节点热点应力计算如肘板趾端等，装载工况“()”中载荷工况“j”下，热点应力ij(k)见本章图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的应力读取点处应力，N/mm2；式中t为热点处的板厚，mm。图5.5.2（1）一般焊接型节点热点应力插值44个插值点之A5.5.（。距焊趾t/2和/2处应力读取点的应力应根据所选插值点处的应力用拉格朗日插值法

1234

N/mm2式中：1——插值点1Nmm；——2处的应力，N/mm2；——3处的应力，N/mm2；——4处的应力，N/mm2；C1、C2、C3和C4应按下列各式计算：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——应力读取点距焊趾的距离，mm；——1距焊趾的距离，mm；——2距焊趾的距离，mm；——3距焊趾的距离，mm；——插值点4距焊趾的距离，mm。图5.5.2（2）插值点应力获取方法十字焊接型节点热点应力计算，如图5.5.1“(k)”j”ij(k)shift处5.5.2。应力读取位置xshift，应按下式计算；x tx mmshift 2 wt式中：t——热点处的板厚，mm；x——焊脚长度，mmt。wt 2图5.5.3（1）十字焊接型节点图5.5.3（2）十字焊接型热点应力插值AA线的左侧与右侧单元中心点的应力平均得到。单元中心点应力按下式计算：j(k)(x)j(k,e(x)6fj(k,g(x)

(j

N/mm2式中：

ij(k),bending(x)——弯曲应力，N/mm2，按下式计算：j(k,g(x)j(k,e(x)j(k,e(x) (j,

N/mm2ij(k),surface(x——45范围内的表面应力，包括中面应力和弯曲应力，N/mm2；j(k),e(x)——Nmm；fld——系数，按下述要求确定：fld=1，对于承受局部侧向载荷的板格；fld=0，对于不承受局部侧向载荷的板格。——相交板角度修正系数，应按下列各式计算：x x 21.070.15wt0.22wt

，对于135t tx x 21.090.16wt0.36wt

，对于120t tx x 21.090.036wt0.27wt

，对于90t t其他角度的相交板角度修正系数应通过线性插值法确定。图5.5.3（3）插值点应力获取方法5.5.3（3）对于十字接头腹板热点的热点应力计算，应根据由沿水平和垂直单元的交线xshift的交点的最大表面主应力校核。十字接头板厚中心线为交叉线，假定中线对准。热点应力，N/mm2，由如下公式计算得到：HS=shiftσshift——最大表面主应力，N/mm2，位于交线偏移xshift的交点处；热点应力读取位置的偏移距离如下：xtw——腹板板材的厚度，mm；

shift

twx2 wtxwt ——延伸角焊缝焊脚长度，mm，取为：xwtmin(lleg1,lleg2)lleg1，lleg2：图5.5.3（4）所示水平和垂直焊缝线的焊脚长度，mm。图5.5.3（4）腹板处热点及热点应力读取对于板材自由边的疲劳评估，需使用梁单元来获取疲劳应力范围，应力范围考虑梁单元的轴向力和弯曲应力，梁单元的高度与所考虑板材的厚度相同，宽度方向近似忽略。典型节点的有限元细化要求底边舱折角连接本小节的建模要求适用于焊接式底边舱结构的上折角和下折角。如使用独立的局部有限元模型，局部模型的最小范围如下：（即被校核的横框架向前后各延伸一个强框架间距）。位于局部模型端部位置的强框架可不必建模。②沿垂向，模型应从基线至双壳压载舱的最下一根水平桁（对于油船和双壳散货船），对于单壳的散货船，模型应从基线至底边舱的顶点。当底边舱的上折角需进行疲劳评估时，模型应向上延伸至双壳压载舱的最下一根水平桁以上4个纵骨的间距。③沿横向，模型应从舷侧至双层底最外侧纵桁向内4个纵骨的间距。任何强框架上毗连内底板的嵌连肘板、从折角起第一根纵骨、临近横框架的第一底边舱下折角接头的典型局部有限元模型和细化网格见图5.6.1（1）~（3）。图5.6.1（1）底边舱下折角细化有限元网格模型图5.6.1（2）底边舱下折角细化有限元网格模型图5.6.1（3）底边舱上折角细化有限元网格模型底凳与内底的连接本小节的建模要求适用于底凳与内底的折角连接部位。如使用独立的局部有限元模型，局部模型的最小范围如下：①沿垂向，模型应从船底向上至内底以上2米与槽型舱壁和底凳卸货板相交处中两者的大者。②沿横向，模型应延伸至左右两端最近的底凳隔板，模型端部的底凳隔板不必建模。底凳内部的隔板、肘板、扶强材应按照实际位置建模，隔板、肘板以及从热点起第一根纵骨（纵向、垂向、水平）都应使用壳单元精确建模，其余纵骨可使用梁单元建模。底凳与内底折角连接处的典型局部有限元模型见图5.6.2。图5.6.2 内底与底凳侧板的连接处槽型舱壁与底凳的连接本小节的建模要求适用于槽型舱壁与底凳折角连接部位。如使用独立的局部有限元模型，局部模型的最小范围如下：①沿垂向，模型应覆盖从底凳底部至底凳卸货板以上2米的范围。②沿横向，模型应延伸至左右两端最近的底凳隔板，模型端部的底凳隔板不必建模。底凳内部的隔板、肘板、扶强材应按照实际位置建模，隔板、肘板以及从热点起第一根纵骨（纵向、垂向、水平）都应使用壳单元精确建模，其余纵骨可使用梁单元建模。槽型舱壁与底凳的连接的典型局部有限元模型见图5.6.3。图5.6.3 槽型舱壁与底凳的连接舷侧肋骨肘板与底边舱斜板的连接本小节的建模要求适用于舷侧肋骨肘板与底边舱斜板的连接。底边舱斜板、舷侧肋骨肘板、临近骨材应使用壳单元精确建模。舷侧肋骨肘板与底边舱斜板的连接处的典型局部有限元模型见图5.6.4。如使用独立的局部有限元模型，局部模型的最小范围如下：（即被校核的热点部位向前后各延伸一个强框架间距）。位于局部模型端部位置的强框架可不必建模。②沿垂向，模型应从基线至顶边舱斜板的底部。③沿横向，模型应从舷侧至临近的双层底纵桁。图5.6.4 舷侧肋骨肘板与底边舱斜板的连接舷侧肋骨肘板与顶边舱斜板/平底板的连接本小节的建模要求适用于舷侧肋骨肘板与顶边舱斜板/平底板的连接。顶边舱斜板、顶边舱平底板、舷侧肋骨肘板、临近骨材应使用壳单元精确建模。舷侧肋骨趾端与底边舱斜板的连接处的典型局部有限元模型见图5.6.5。如使用独立的局部有限元模型，局部模型的最小范围如下：（即被校核的热点部位向前后各延伸一个强框架间距）。位于局部模型端部位置的强框架可不必建模。②沿垂向，模型应从甲板至底边舱斜板的顶部。③沿横向，模型应从舷侧至顶边舱对应的舱口围板处。图5.6.5 舷侧肋骨肘板与顶边舱斜板/平底板的连接舱口围板肘板与甲板的连接处本小节的建模要求适用于舱口围板肘板与甲板的连接处。如使用独立的局部有限元模型，局部模型的最小范围如下：①沿横向，模型应覆盖半个船宽以上。②沿纵向，模型应从舱室的中心延伸至临近的货舱，应包含全宽范围内的舱口间甲板。③沿垂向，模型应从围板顶端延伸至顶板舱斜板与外壳或内壳的相交处。主要支撑构件及舱口围板撑柱应使用壳单元精确建模。舱口围板的肘板趾端与甲板的连接处典型局部有限元模型见图5.6.6。图5.6.6 舱口围板肘板与甲板的连接处细化模型汽车运输船车辆舱内支柱与甲板/甲板强横梁/甲板纵桁的连接本小节的建模要求适用于车辆舱支柱与甲板/甲板强横梁/甲板纵桁的连接。临近连接处的车辆甲板、支柱、甲板强横梁、车辆甲板纵桁应使用壳单元精确建模。车辆甲板支柱与甲板/5.6.7。如使用独立的局部有限元模型，局部模型的最小范围如下：①沿横向，模型应取全宽。②沿纵向，模型应从分析区域强横梁向前后各延伸一个强横梁间距。③沿垂向，模型应从分析区域向上下各延伸一个车辆甲板高度。5.6.7汽车运输船车辆舱内支柱与甲板/甲板强横梁/甲板纵桁的连接处细化模型液化气体运输船甲板气室开孔处90°15点向内至半个长轴距离至少应用15个单元建模。开孔处椭圆边共应用至少20个单元建模。5图5.6.8液化气体运输船甲板气室开孔处细化模型第6章泵塔疲劳强度一般规定本章适用于薄膜型液化气体运输船的泵塔结构疲劳强度评估。CCS220章的相关要求。2货舱作为目标舱进行晃荡载荷计算。6.1.4所示。6.1.4泵塔疲劳分析流程装载工况和装载水平6.2.16.2.250%h的装载水平；对于压载工况，应用于本6.2.250%h的装载水平。耐波性分析的装载工况 表6.2.1序号装载工况吃水1满载工况夏季载重线吃水2压载工况压载到港吃水作为标准的若设计方未提供各装载水平下的营运时间比例，可假定为等比例分布。全船耐波性分析基于等效设计波法的全船耐波性分析主要用于：（AO形状参数，以确定疲劳应力长期分布；确定主要载荷参数的长期预报值，用于计算晃荡载荷。等效设计波法对于无限航