1、结构模型化
1.1单元类型
结构评估是基于三维结构模型的有限元线性分析进行划分的。有限元分析所使用的单元类型通常如表1所示。
单元类型
单元特点
杆（或桁架）单元
线单元，仅具有轴向刚度，且沿单元长度其横剖面积不变
梁单元
线单元，具有轴向、扭转和双向剪切和弯曲刚度，且沿单元长度其特性不变
膜（或平面应力）板单元
板单元，具有双向和面内刚度，且厚度不变
壳（或弯曲板）单元
板单元，具有面内刚度和面外弯曲刚度，且厚度不变
表1 单元类型及特点
1.2模型选用
有限元网格的划分应根据计算目标和精度的要求，主要有两种做法:一种是粗网格，即根据主
2、要结构件来布置单元格子线；另一种是细网格，即根据骨材的间距来划分单元。
粗网格的有限元模型在表达船体结构的总纵弯曲和局部板架弯曲时是恰当的，但是它关于加强筋和板格的弯曲的描述却是不完备的。因此，粗网格模型通常采用膜单元和杆单元来模拟船体结构。由于梁单元与膜单元的贴和连接存在单元间变形的不相容，所以一般不采用梁单元。但是在有些情况下，为了使结构具有面外刚度，梁单元被用来支撑膜单元，以便承受横向载荷。如双层底上的纵骨通常采用杆单元，但在横舱壁的支凳附近则处理为梁单元。
细模型的板构件(主要结构构件)选用板壳单元，加强筋选用梁单元。在主要构件之间布置这种单元，以承受压力载荷并把它们传
3、递给主要构件。对于仅在板的一侧布置的加强筋应采用偏心梁元。否则梁的弯曲刚度应该计入有效带板的影响。另外对于较薄的板构件，考虑到它的承载能力，可以用平面应力单元来代替板壳元。
1.3结构建模一般要求
（1）高应力区的详细应力评估应使用细化有限元网格分析。细化网格分析可采用包括细化网格区域的独立局部有限元模型，边界条件从舱段有限元模型得到；也可采用把细化网格模型嵌入舱段有限元模型中进行分析。
（2）局部有限元模型的范围应使关注区域的应力不会受到边界条件和施加载荷的显著影响。细化网格模型的边界应与舱段有限元模型中的主要支撑构件（比如桁材和肋板）相一致。
（3）细化网格区域的网格尺寸应不大于5
4、0mm x 50mm。一般情况下，细化网格区域的范围在校核区域的所有方向应不少于10个单元。
（4）细化网格区域内的所有板材应以壳单元表示。网格密度的过渡应保持平稳。细化网格区域内单元的长宽比应尽可能保持接近1，应避免网格密度的变化和三角形单元的使用。任何情况下，单元的长宽比应不超过3。避免使用角度小于60o或大于120o的畸变单元。细化网格区域内的扶强材应使用板单元建模。细化网格区外的扶强材可使用梁单元建模。
（5）如大肘板端部连接要求进行细化网格分析，细化网格区域的范围在所有方向上应不少于10个单元。
载荷
2.1载荷分类
船舶载荷分类如下表2所示。
营运载荷
5、
空船重量
钢材重量和舾装，机器和永久性的设备
浮力载荷
船舶浮力
可变载荷
货物，压载水，备料和消耗品，人员，临时设备
其他载荷
拖船和停泊载荷，拖带载荷，锚泊和系泊载荷，起重设备载荷
环境载荷
波浪作用产生的循环载荷包括惯性载荷
波浪动压力
船舶运动加速度引起的动载荷和动液舱动压力
冲击载荷或瞬时载荷
浪击，船底砰击，液舱内液体晃荡，上浪载荷
意外载荷
舱室进水
变形载荷
热载荷，因建造产生的变形
表2 载荷分布
2.2设计载荷组合
设计载荷组合包括局部和整体载荷来表征各载荷分量。设计载荷组合应该是全面的能构成船舶正常航行的各个载
6、荷。为了对所有载荷组合保持一致的安全水准，船体和构件的设计载荷计及各种载荷影响的最不利组合。
设计载荷基于静态和动态载荷的以下组合之一，并取决于所计及的载荷类型和载荷情况：
(1)静态设计载荷组合（S）
所有适用静态载荷和特定的港口、舱室试验及类似工况下载荷；
(2) 静加动载荷组合（S＋D）
所有适用静态载荷加上同时发生的动载荷事项的实际组合，以及航行工况下的典型载荷；
(3)冲击载荷组合
所有在船舶航行中遇到的如船底砰击和船首冲击等冲击载荷。通常情况下，完全可以忽略与冲击载荷事项相关的其他载荷组分；
(4)晃荡设计载荷
所有在船舶航行中遇到晃荡载荷；
(
7、5)疲劳设计载荷
所有疲劳计算相应的动载荷；
(6)意外设计载荷组合（A）
所有在正常航行过程中出现而不被考虑的意外载荷。
边界条件
模型端部的边界约束如表3所示。
模型端部的边界约束
位置
平移
转动
后端
后端
（所有纵向单元）
相关
--
--
--
相关
相关
后端独立点
约束
--
--
--
甲板，内底板和外板
--
弹簧
--
--
--
--
舷侧，内壳和纵舱壁
--
--
弹簧
--
--
--
前端
前端
（所有纵向单元）
相关
--
--
--
相关
相关
前端独立点
--
--
--
--
甲板，内底板和外板
--
弹簧
--
--
--
--
舷侧，内壳和纵舱壁
--
--
弹簧
--
--
--
其中：
-- 不施加约束（自由）
相关 所有纵向单元节点与中心线上中和轴处的独立点相关
注：
表3 模型端部的边界约束
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