[实用新型]一种采用有限元计算的自卸船桅屋

说明书

本实用新型公开了一种采用有限元计算的自卸船桅屋，包括桅屋壳体以及设置在桅屋壳体壁上的防变形筋板，桅屋壳体的底部连接船舶上层甲板，桅屋壳体的后侧面下部连接船舶上层甲板与首楼甲板之间形成的台阶侧面，桅屋壳体的上半部设置有向着前侧方向水平悬伸的悬伸凸部，桅屋壳体的顶部靠前侧位置安装有一油缸座，桅屋壳体的顶部靠后侧位置设置有一连接于所述桅屋壳体的顶面与桅屋壳体的后侧面之间的第一倾斜面，第一倾斜面相对于所述船舶上层甲板之间的倾斜角为25～45°；自卸船桅屋通过有限元计算使得自卸船桅屋结构满足强度要求，并使得自卸船桅屋在使用时的变形量不超过规定的允许值。本实用新型提高了自卸船桅屋的强度和抗变形能力。

技术领域

本实用新型涉及船舶设计制造技术领域，具体涉及一种采用有限元计算的自卸船桅屋。

背景技术

自卸船是一种具有特殊货舱结构和卸货结构的干散货运输船舶，其在货舱的舱底与船底之间设置有卸货装置，能以连续输送方式卸货。自卸船能集中操纵卸货作业，实现高速自动卸货。

40000吨自卸船作为我司自主研发的船型，与其他自卸船有许多不同。该自卸船上设置有C-LOOP桅屋，该桅屋主要为C-LOOP提升皮带提供安装空间，同时为卸货臂旋转油缸提供支撑。

根据自卸臂工作原理，需保证C-LOOP桅屋顶部和甲板面两个回转中心的同轴度，要求桅屋在卸货臂工作过程中，最大变形不能超过40mm。40000吨自卸船的卸货臂长度是目前为止最长的卸货臂，达到90.5m，工作回转半径也最大，左右各100度，因此卸货臂在工作过程，作用在桅屋上的载荷更大，对桅屋变形控制要求更高。

针对40000吨自卸船的结构特点，有必要对自卸船的C-LOOP桅屋进行创新设计，以最大限度提高自卸船桅屋的强度和抗变形能力。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提出一种采用有限元计算的自卸船桅屋，旨在最大限度地提高自卸船桅屋的强度和抗变形能力。具体的技术方案如下：

一种采用有限元计算的自卸船桅屋，包括由钢板拼合并对接焊接所合围形成的桅屋壳体以及设置在所述桅屋壳体壁上的防变形筋板，所述桅屋壳体的底部连接船舶上层甲板，所述桅屋壳体的后侧面下部连接船舶上层甲板与首楼甲板之间形成的台阶侧面，所述桅屋壳体的上半部设置有向着前侧方向水平悬伸的悬伸凸部，所述悬伸凸部与所述船舶上层甲板之间形成自卸臂的端部安装空间，所述桅屋壳体的顶部靠前侧位置安装有一油缸座，所述桅屋壳体的顶部靠后侧位置设置有一连接于所述桅屋壳体的顶面与所述桅屋壳体的后侧面之间的第一倾斜面，所述第一倾斜面相对于所述船舶上层甲板之间的倾斜角为25～45°；所述自卸船桅屋通过有限元计算使得所述自卸船桅屋结构满足强度要求，并使得自卸船桅屋在使用时的变形量不超过规定的允许值。

优选的，所述桅屋壳体的顶部前侧设置有内置空间，所述油缸座转动设置在所述内置空间中，且所述油缸座的转动中心与船舶甲板上安装自卸臂的回转座中心同轴。

本实用新型中，所述油缸座上设置有连接自卸臂的拉伸油缸以实现对自卸臂的变幅控制。

优选的，所述桅屋壳体的顶部靠前侧位置设置有一连接于所述桅屋壳体的顶面与所述桅屋壳体的前侧面之间的第二倾斜面。

一种采用有限元计算的自卸船桅屋的防变形设计方法，包括如下步骤：

(1)自卸船桅屋初始设计：设计自卸船桅屋，形成自卸船桅屋的三维CAD模型图；

(2)第一次有限元计算：根据自卸船桅屋的三维CAD模型以及自卸船桅屋的载荷条件，采用有限元分析软件对自卸船桅屋进行强度计算和校核，判断自卸船桅屋在加载条件下强度和变形量是否符合要求；如出现强度不足或变形量超差的情况，则对自卸船桅屋的结构和尺寸进行修正，直至满足强度和变形量要求；

(3)自卸船桅屋制作及安装：自卸船桅屋按图制作后进行实船安装，与船体焊接到位；