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為適應(yīng)某些特定運(yùn)輸要求及市場(chǎng)需求，中小型LNG船應(yīng)運(yùn)而生，例如由挪威斯考根(Skaugen海運(yùn)集團(tuán)開發(fā)、訂造的，用來從阿爾及利亞向地中海沿岸國家運(yùn)輸液化天然氣的1萬m3多用途LNG船就是其中的優(yōu)秀代表。與傳統(tǒng)大型LNG船相比，其結(jié)構(gòu)設(shè)置和內(nèi)部設(shè)備有著很大差別。此種船型一般采用C型獨(dú)立液貨艙裝載液態(tài)貨物，貨艙臥式容器由與船體相連的固定鞍座和滑動(dòng)鞍座支撐。在船舶航行過程中鞍座將承受來自貨艙容器和裝載液貨的重力及各個(gè)加速度方向的慣性力，此時(shí)鞍座應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜。為此根據(jù)中國船級(jí)社《散裝運(yùn)輸液化氣船舶構(gòu)造與設(shè)備規(guī)范》(以下統(tǒng)稱規(guī)范)要求，推導(dǎo)給出不同工況下鞍座承載區(qū)域所受徑向力的分布函數(shù)，以便應(yīng)用有限元直接計(jì)算法求出鞍座及附近船體準(zhǔn)確的應(yīng)力狀態(tài)。這對(duì)強(qiáng)度分析設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)安全都是有意義的。
貨艙臥式容器采用2個(gè)鞍座支承，其中1個(gè)是固定鞍座，1個(gè)是滑動(dòng)鞍座。之所以設(shè)置一個(gè)固定，一個(gè)滑動(dòng)，是考慮裝載低溫貨物時(shí)貨艙容器由于熱脹冷縮會(huì)產(chǎn)生變形。鞍座與容器間墊有硬木或?qū)訅耗荆白鶎?duì)臥式容器的支承范圍通常取圓周角1500，以保證在船舶橫傾角達(dá)300時(shí)仍能對(duì)容器有效支承。鞍座結(jié)構(gòu)主要包括鞍座腹板、鞍座面板、各種肘板和面板上鍵板等結(jié)構(gòu)。由于固定支座需要承受縱向慣性力的作用，其面板上鍵板和肘板設(shè)置要比滑動(dòng)鞍座強(qiáng)，且肘板的設(shè)置方式也有所區(qū)別。簡(jiǎn)要示意了兩種鞍座的結(jié)構(gòu)形式。鞍座主要起著支承貨艙容器和防止容器轉(zhuǎn)動(dòng)及移動(dòng)的作用。
在靜水情況下，鞍座承受重力，貨罐和液貨重力由層壓木傳遞到鞍座面板;在垂蕩情況下，鞍座承受重力及垂向慣性力，力由層壓木傳遞到鞍座面板;在垂蕩和橫搖并存情況下，此時(shí)鞍座有支承和防止容器沿船舶橫搖方向發(fā)生周向轉(zhuǎn)動(dòng)的作用，橫搖產(chǎn)生的橫向慣性力和垂蕩產(chǎn)生的垂向慣性力合成后由層壓木傳遞到受力側(cè)的鞍座面板，而橫搖產(chǎn)生的周向慣性力將由設(shè)置在位于鞍座面板中心的止移結(jié)構(gòu)承受;船舶縱搖時(shí)，鞍座起支承作用的同時(shí)，還要防止容器沿船縱向移動(dòng)，主要由固定鞍座上的鍵板來實(shí)現(xiàn)。
一般情況下，為計(jì)算液貨艙結(jié)構(gòu)和鞍座構(gòu)件之間的的相互作用，準(zhǔn)確預(yù)報(bào)各種載荷作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)，在結(jié)構(gòu)模型中應(yīng)包含液貨艙結(jié)構(gòu)和支承構(gòu)件，從而組成完整的液貨艙+船體的艙段模型。另一方面規(guī)范也允許使用簡(jiǎn)化的鞍座構(gòu)件+相鄰船體結(jié)構(gòu)的局部結(jié)構(gòu)模型。
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