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某养殖工船全船有限元模型建立分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u6663某养殖工船全船有限元模型建立分析案例 15401.1MSC.Patran/Nastran计算流程 1232191.2养殖工船的相关资料 2323451.3模型的单位制及材料参数 4110971.4模型的建立 4153491.4.1模型的范围 5258491.4.2坐标系 5133911.4.3边界条件 61.1MSC.Patran/Nastran计算流程有限元软件Patran建模和Nastran分析的流程如下（如下图7所示）：图7有限元计算流程1.2养殖工船的相关资料养殖工船，主体结构为钢质全焊接结构，由艏部箱体结构、中部桁架结构、艉部箱体结构组成。箱体由骨材和钢板焊接而成，艏和艉箱体结构间通过桁架结构连接,桁架结构由管材拼焊而成。船体主尺度（如下表4所示）、总布置图（如下图8所示）、基本结构图（如下图9所示）及桁架结构图（如下图10所示）表4养殖工船主尺度总长129.00米型宽40.00米型深11.20米设计吃水10.00米养殖水体32000立方米肋距2.00米图8养殖工船总布置图图9基本结构图图10桁架结构图此养殖工船的相关环境条件说明如下表5所示表5养殖工船工作的环境条件低潮最小水深高潮最大水深流速波高周期风速13201.169~15361.3模型的单位制及材料参数长度单位采用，最小单元边长为力的单位采用,应力的单位采用本船浮体部分采用普通钢（Mild）其材料换算系数K分别为1.0，船的桁架采用DH36高强度钢。其材料参数如下所示：弹性模量：；泊松比：=0.3；密度：。本次计算采用Isotropic各向同性材料模型，由于其弹性模量，泊松比和剪切模量之间存在的关系，所以3个量中任意两个是线性无关的即独立的，在输入时，只需输入任意两个即可。1.4模型的建立模型的说明：此养殖工船是按1：200的比例建的有限元模型1.4.1模型的范围参考CCS规范，使用三维有限元模型Patran进行全船建模时，包括艏部箱体结构、中部桁架结构、艉部箱体结构，模型的纵向范围从肋位Fr0到肋位Fr107.5；垂向范围为船体高度。各船体构件采用板或梁单元模拟。有限元模型见下图11所示。图11养殖工船有限元模型1.4.2坐标系坐标系统采用右手笛卡尔坐标系，见图12所示，原点位于船底中线处即肋位Fr0处，在x轴朝着船首方向为正方向，y轴向着左侧船尾浮体为正方向，沿z轴向上为正方向。1.4.3边界条件有两类边界条件说明如下第一类边界如下图12所示图12整船约束示意图进行养殖工船局部结构强度计算时，对模型首部和尾部4点进行约束，约束点建上图所示，详细边界条件见下表6所示：表6边界条件位置线位移约束角位移约束方向x轴正向y轴正向z轴正向绕x轴旋转绕y轴旋转绕z轴旋转独立点1×××独立点2×独立点3×独立点4×注：×表示约束第二类边界如下图1

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