双体船是一种特殊的船型,与单体船相比具有甲板面积大、易于操纵、稳性好等优点。近年来,双体船以其特有的优点而发展迅速。然而由于双体船本身结构和载荷的复杂性,使得双体船的结构分析比单体船要复杂的多。关于双体船的结构设计中国船级社《钢质内河船舶建造于入级规范》(2002)已有相关的规定,但规范同时也指出对于船长超过60m或尺度比不符合规范要求的船舶应由直接计算法确定结构尺寸。 直接计算法的出现使得过去许多结构力学无法解决的问题迎刃而解。并且直接计算法可以从整体上反映结构的应力分布情况,可以实现全局优化,改变了传统的把总强度与局部强度分开的做法。但是对双体船整船有限元分析而言,如何建立一个能反映结构实际承力状况以及准确反映应力分布的计算模型仍然存在一系列的实际问题。 本文对双体船直接计算方法做了一些有益的尝试。首先从双体船的研究现状入手,分析了双体船载荷计算的传统公式,通过比较确定了本文所采用的计算公式。随后对一艘设计的超规范尺寸的双体船做了全船有限元分析,有限元分析包括横浪和斜浪两种计算状态,还同时考虑了连接桥承受砰击载荷的情况。通过全船计算找出了双体船应力分布的特点和规律。在仔细研究应力分布的规律后,提出了双体船简化计算的方法,经过对比证实了简化计算的结果是可信的。本文还结合双体船直接计算的研究成果对两艘双体工程母船做了全船有限元计算分析,找出了这种双体船的结构关键区域,并讨论了加固的方案,对以后类似的船型提供了设计参考。在双体船直接计算研究中,载荷的计算方法一直是一个难点。长期以来,传统的载荷计算方法很多,但是对同一艘船舶而言各种公式计算的结果总是千差万别,无法取舍。究其原因,恐怕与这些手算公式做了太多的假定有关。本文依据双体船实际的型线,考虑了双体船承受波浪载荷的特点、实际航区和装载情况编制了双体船波浪载荷的计算程序。根据这个程序可以准确的计算出不同的双体船在不同的航区和不同的工况下的斜浪扭矩。充分考虑到有限元计算的需要扭矩是分站给出的,使载荷的施加可以更符合实际情况。