[发明专利]船用LNG储罐的应力的有限元分析计算方法

摘要

本发明公开了一种船用LNG储罐的应力的有限元分析计算方法，涉及船用LNG储罐测试领域。该方法包括以下步骤对船用LNG储罐进行三围建模，计算船用LNG储罐的各个构件在7种不同工况下的应力，将船用LNG储罐的各个构件的应力和许用应力进行比较后，确定船用LNG储罐的各个构件是否合格。通过本发明的方法能够确定LNG储罐是否合格，LNG储罐是否需要进行优化，保证LNG储罐的安全。

主权项

一种船用LNG储罐的应力的有限元分析计算方法，其特征在于，包括以下步骤：A、对船用LNG储罐的外壳、内容器和受力构件进行三维建模，加载当前LNG储罐的设计参数、以及当前船舶的航行参数；B、定义当前船舶的外壳承受的大气压力为P外、内容器介质压力为P内、内外罐自重为G、LNG液体重量压力为P静；定义船舶在航行过程中横向加速的产生的惯性力F横、船舶在航行过程中纵向加速的产生的惯性力F纵、船舶在航行过程中垂向加速的产生的惯性力F垂、船舶在航行过程中纵向的碰撞载荷产生的惯性力F碰；设定LNG储罐的温差载荷△T；定义LNG储罐贮液时的载荷工况为F储液、LNG储罐使用的横垂向载荷工况为F横垂1、考虑△T时LNG储罐使用的横垂向载荷工况为F横垂2；定义LNG储罐正常使用的纵垂向载荷工况为F纵垂1、考虑△T时LNG储罐使用的纵垂向载荷工况为F纵垂2；定义LNG储罐正常使用的碰撞载荷工况为F碰撞1、考虑△T时LNG储罐使用的碰撞载荷工况为F碰撞2；C、采集得到外壳、内容器和受力构件在F储液时的P外、P内、G和P静；利用有限元分析计算方法FEM，根据内容器的三维模型、△T、加载的设计参数和航行参数、F储液时采集的P外、P内、G和P静计算得到内容器在F储液时的应力；利用FEM，根据外壳的三维模型、△T、加载的设计参数和航行参数、F储液时采集的P外、G和P静计算得到外壳在F储液时的应力；利用FEM，根据受力构件的三维模型、△T、加载的设计参数和航行参数、F储液时采集的P外、P内、G和P静计算得到受力构件在F储液时的应力；采集得到外壳、内容器和受力构件在F横垂1时的P外、P内、G、F横和F垂；利用FEM，根据内容器的三维模型、△T、加载的设计参数和航行参数、F横垂1时采集的P外、P内、G、F横和F垂计算得到内容器在F横垂1时的应力；利用FEM，根据外壳的三维模型、△T、加载的设计参数和航行参数、F横垂1时采集的P外、G、F横和F垂计算得到外壳在F横垂1时的应力；利用FEM，根据受力构件的三维模型、△T、加载的设计参数和航行参数、F横垂1时采集的P外、P内、G、F横和F垂计算得到受力构件在F横垂1时的应力；采集得到外壳、内容器和受力构件在F横垂2时的P外、P内、G、P静、F横和F垂；利用FEM，根据内容器的三维模型、△T、加载的设计参数和航行参数、F横垂2时采集的P外、P内、G、P静、F横和F垂计算得到内容器在F横垂2时的应力；利用FEM，根据外壳的三维模型、△T、加载的设计参数和航行参数、F横垂2时采集的P外、G、P静、F横和F垂计算得到外壳在F横垂2时的应力；利用FEM，根据受力构件的三维模型、△T、加载的设计参数和航行参数、F横垂2时采集的P外、P内、G、P静、F横和F垂计算得到受力构件在F横垂2时的应力；采集得到外壳、内容器和受力构件在F纵垂1时的P外、P内、G、F纵和F垂；利用FEM，根据内容器的三维模型、△T、加载的设计参数和航行参数、F纵垂1时采集的P外、P内、G、F纵和F垂计算得到内容器在F纵垂1时的应力；利用FEM，根据外壳的三维模型、△T、加载的设计参数和航行参数、F纵垂1时采集的P外、G、F纵和F垂计算得到外壳在F纵垂1时的应力；利用FEM，根据受力构件的三维模型、△T、加载的设计参数和航行参数、F纵垂1时采集的P外、P内、G、F纵和F垂计算得到受力构件在F纵垂1时的应力；采集得到外壳、内容器和受力构件在F纵垂2时的P外、P内、G、P静、F纵和F垂；利用FEM，根据内容器的三维模型、△T、加载的设计参数和航行参数、F纵垂2时采集的P外、P内、G、P静、F纵和F垂计算得到内容器在F纵垂2时的应力；利用FEM，根据外壳的三维模型、△T、加载的设计参数和航行参数、F纵垂2时采集的P外、G、P静、F纵和F垂计算得到外壳在F纵垂2时的应力；利用FEM，根据受力构件的三维模型、△T、加载的设计参数和航行参数、F纵垂2时采集的P外、P内、G、P静、F纵和F垂计算得到受力构件在F纵垂2时的应力；采集得到外壳、内容器和受力构件在F碰撞1时的P外、P内、G和F碰；利用FEM，根据内容器的三维模型、△T、加载的设计参数和航行参数、F碰撞1时采集的P外、P内、G和F碰计算得到内容器在F碰撞1时的应力；利用FEM，根据外壳的三维模型、△T、加载的设计参数和航行参数、F碰撞1时采集的P外、G和F碰计算得到外壳在F碰撞1时的应力；利用FEM，根据受力构件的三维模型、△T、加载的设计参数和航行参数、F碰撞1时采集的P外、P内、G和F碰计算得到受力构件在F碰撞1时的应力；采集得到外壳、内容器和受力构件在F碰撞2时的P外、P内、G、P静和F碰；利用FEM，根据内容器的三维模型、△T、加载的设计参数和航行参数、F碰撞2时采集的P外、P内、G、P静和F碰计算得到内容器在F碰撞2时的应力；利用FEM，根据外壳的三维模型、△T、加载的设计参数和航行参数、F碰撞2时采集的P外、G、P静和F碰计算得到外壳在F碰撞2时的应力；利用FEM，根据受力构件的三维模型、△T、加载的设计参数和航行参数、F碰撞2时采集的P外、P内、G、P静和F碰计算得到受力构件在F碰撞2时的应力；D、根据外壳在F储液、F横垂1、F横垂2、F纵垂1、F纵垂2、F碰撞1、和F碰撞2时的应力，确定外壳是否合格；根据内容器在F储液、F横垂1、F横垂2、F纵垂1、F纵垂2、F碰撞1、和F碰撞2时的应力，确定内容器是否合格；根据受力构件在F储液、F横垂1、F横垂2、F纵垂1、F纵垂2、F碰撞1、和F碰撞2时的应力，确定受力构件是否合格。