C型独立液货舱三体罐是一种新型的液货存储结构,舱容利用率高,性能优异,但是设计和建造难度较大。目前对于三体罐的研究资料甚少,相关技术还不成熟,研究三体罐的设计与强度分析相关技术具有重要的工程意义。本文针对三体罐的板厚设计和强度分析进行了研究,主要内部包括:三体罐的板厚设计。结合IGC规则、压力容器相关标准等,研究三体罐外壳厚度设计方法,推导了二维加速度椭圆合成法和三维加速度椭球合成法下的外板液柱压力公式,比较了两种加速度合成法下板厚度的差异,加速度椭球法得到的结果更加真实。三体罐结构强度直接计算分析。借助ABAQUS软件,对C型独立舱三体罐结构进行整体有限元强度分析。介绍了模型范围、载荷工况、边界条件和接触类型,并对局部高应力区域网格细化,对液罐结构的中面应力和表面应力进行校核。通过结果分析,阐述三体罐结构的受力特点,液罐壳体及附属构件上的最大应力危险点大都出现在Y接头附近,局部连接部位应力集中显著。Y接头网格尺寸效应研究。使用板壳单元对液罐进行有限元分析时,Y接头处应力集中,存在网格尺寸效应。设计一系列双耳罐球形封头模型,以三层实体单元模型结果为基准,讨论板壳单元尺寸与厚度、半径以及圆心距的关系。提出了大型液罐Y接头最佳网格尺寸的经验公式,同时研究Y接头处的薄膜应力和弯曲应力的特点,得到薄膜应力和弯曲应力的计算公式。以某双耳罐为例,验证网格尺寸、薄膜应力和弯曲应力公式的计算效果。Y接头疲劳分析。对独立液货舱三体罐的Y接头进行疲劳损伤的计算和校核分析,重点阐述了简化载荷谱、Weibull分布载荷谱的应用以及热点应力的选取方式。比较了两种载荷谱计算得到的疲劳寿命差异,使用简化的载荷谱,计算过程简单方便,结果偏保守,使用Weibull分布载荷谱,虽然计算繁琐,但结果更加可靠。其中,加强环、真空环上下端Y接头处的疲劳累积损伤最大,实际工程上,要重点检查这些部位。本文的研究结果可以为实际工程中C型独立液货舱三体罐的设计、有限元强度分析、细化网格尺寸的选择以及疲劳分析提供参考。