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摘要:为提高船舶设计效率,针对国际船级社协会(International Association of Classification Societies, IACS)2006年推出的散货船、双壳油船共同结构规范CSR-BC/OT,中国船级社(China Classification Society, CCS)开发出计算软件CSR-SDP. 该软件分为针对散货船的CSR-SDP(BC)和针对双壳油船的CSR-SDP(OT)两套,是集规范设计,载荷计算以及船体结构强度分析、评估和疲劳寿命评估于一体的船体结构设计和规范校核系统,较全面地覆盖CSR-BC/OT的要求,较好地满足CSR船舶设计和审图的需要.
关键词:共同结构规范; 散货船; 双壳油船; 共同结构规范计算软件; CSR-SDP; 中国船级社
中图分类号:U662.1; U662.2文献标志码:A
Common structural rule computation software CSR-SDP of
China Classification Society
WANG Lirong, LI Yugang, LIU Yuchuan, XU Fayan
(China Classification Society, Beijing 100007, China)
Abstract: To improve the efficiency of ship design, China Classification Society(CCS) developed a common structural rule computation software CSR-SDP for CSR-BC/OT proposed for the design of bulk carrier and double hull oil tanker by International Association of Classification Societies(IACS) in 2006. CSR-SDP is constituted by CSR-SDP(BC) and CSR-SDP(OT). The former is for bulk carrier and the latter is for double hull oil tanker. CSR-SDP is a ship structure design and rules-checking system that includes the functions such as design based on rules, load computation, and analysis, evaluation and fatigue life-span evaluation on hull structure strength. It meets the rules of CSR-BC/OT better and the requirements of ship design and drawing auditing.
Key words: common structural rule; bulk carrier; double hull oil tanker; computation software of common structure rule; CSR-SDP; China Classification Society
收稿日期:2009-[KG*9〗05-[KG*9〗22
作者简介: 王丽荣(1979—),女,湖北天门人,工程师,博士,研究方向为船舶工程计算软件,(E-mail)lrwang@ccs.org.cn;
李玉刚(1976—),男,山东胶南人,高级工程师,博士,研究方向为船舶工程计算软件,(E-mail)ygli@ccs.org.cn
0引言
为满足航运业对船舶安全航行及使用中的质量要求,在国际航运界创造公平竞争的市场,国际船级社协会(International Association of Classification Societies, IACS)推出散货船、双壳油船共同结构规范(CSR-BC/OT),并于2006年4月1日生效.该规范的推出引发船舶设计技术的根本变革,如果缺少规范计算软件,将很难开展船舶设计工作,并且大大延缓设计周期.
为满足中国造船市场需求,中国船级社(China Classification Society, CCS)作为IACS成员之一,及时研发、推出针对CSR-BC/OT的共同结构规范计算软件CSR-SDP.该软件可为使用者提供共同结构规范设计和规范审图工具,可进行全船范围结构设计和校核,具有强大的建模编辑功能、方便的计算结果查看功能,以及规范实现及时性、快速的规范查询、灵活的辅助设计工具、基于数据库的资源共享和可靠的船体结构规范计算等特点.CSR-SDP使设计
人员从繁冗的计算中解脱出来,通过先进的计算手段完成船舶设计和校核工作.
1CSR-SDP的主要功能和特点
CSR-SDP是集规范设计,载荷计算以及船体结构强度分析、评估和疲劳寿命评估于一体的船体结构设计和规范校核系统.它分为散货船共同结构规范计算软件(CSR-SDP(BC))和双壳油船共同结构规范计算软件(CSR-SDP(OT)).这两套软件包含的规范计算功能分别见图1.[1](a) CSR-SDP(BC)计算功能(b) CSR-SDP(OT)计算功能图 1CSR-SDP的计算功能1.1全船范围结构设计和校核
CSR-SDP校核的船体区域包括中部货舱区(典型横剖面设计和校核、典型横舱壁设计与校核)、艏部、艉部、机舱区和上层建筑等,见图2.
1.2强大的建模编辑功能
CSR-SDP采用参数化建模方式,按照如下过程建立计算模型:(1)用户选择新建工程;(2)用户对变量进行初始化;(3)软件根据用户输入的变量对界面进行初始化;(4)用户输入、修改界面数据;(5)软件从界面获取数值,给有关变量赋值;(6)用户选择保存工程时,软件将变量数值写入数据库;(7)用户重新打开该工程;(8)用户重新打开该工程时,软件从数据库读取该工程信息;(9)软件将从数据库读取的数据给变量赋值.重复上述第(3)~(6)步,直到用户建模完毕.1.3方便的计算结果查看
为满足用户的不同需要,CSR-SDP提供3种形式的计算结果[2-3]:(1)预处理后查看单个构件的计算结果.对横剖面/横舱壁模型进行预处理后,可以选择单个构件,即时查看该构件的计算结果.(2)正式输出报告.对模型进行计算后,可通过输出报告选项,选择自己关心的内容输出(例如只输出不满足规范要求的构件),见图3.输出正式报告计算结果内容只列出最危险的工况,对于不满足规范要求的采用红色斜体输出,以提醒用户.(3)输出详细报告.详细报告中输出计算的中间数据及所有的计算结果,包括板格和骨材的压力、局部强度、屈曲以及纵骨的疲劳计算结果等.
1.4规范实现及时性
CSR-SDP的实现随CSR-BC/OT规范修改或勘误及时更新.通过增加版本选择功能,用户可以根据自己的需要选择相应的CSR-BC/OT规范版本进行规范校核.CSR-SDP计算报告中显示用户所使用的规范版本信息和CSR-SDP软件版本号,从而在审图时保证用户使用的是有效版本.
1.5辅助设计工具
提供规范查询与计算(Rule-Calc),压力计算,简单剖面几何特性计算,以及简单梁系、碰击、晃荡、剪流及进水工况下双层底能力和货舱许用装载评估(UR S20)等辅助设计工具.
1.6工程管理
CSR-SDP软件专门开发用于设计船舶的工程管理程序(Project Management),方便用户提交工程模型(主要用于审图),用户无须提交完整的数据库备份.对数据库也增加版本号,而且数据库的版本更新由执行程序自动完成,不需要单独手工升级.
1.7基于数据库的资源共享
CSR-SDP采用数据库形式管理用户的工程模型,各工程之间可以进行全部或部分拷贝,以达到资源共享的目的,大大节省用户建模的时间.
2技术难点及解决情况
2.1载荷计算
CSR-SDP引入舱室定义功能,在舱室定义中输入计算内部载荷(货物和压载水产生的载荷)时所需的参数,较好地解决载荷计算问题.
2.2构件腐蚀增量
CSR-BC/OT基于扣除腐蚀增量后的构件净尺寸进行强度校核.在进行船体梁纵向强度校核、局部强度校核、船体梁极限强度校核和疲劳评估时,须在构件总尺寸中扣除不同的腐蚀增量,给软件实现带来一定的困难.CSR-SDP通过舱室定义和将结构按照规范属性进行分类的方式,可以确定各个构件的腐蚀增量值.CSR-BC/OT以基本板格(Elementary Plate Panel,EPP)为计算单元,CSR-SDP 则通过建立腐蚀增量与EPP之间的联系满足不同计算需要.
2.3艏部、艉部、机舱区结构
通过舱室定义功能,可以定义货舱区以外的任意舱室,解决货舱区以外结构的内部载荷和腐蚀增量的确定问题.因此,CSR-SDP可以处理全船的结构计算和校核.
2.4上层建筑尺寸计算
CSR-SDP将计算区域扩充至货舱区以外,可以单独创建上层建筑的横剖面,从而可计算上层建筑尺寸.同样,也可解决甲板室结构要求的计算.
3总结及展望
CSR-SDP较全面地覆盖CSR-BC/OT的计算要求,较好地满足设计和审图需要,在CSR-BC/OT船舶的设计与审图中发挥主要作用,是优秀的工程计算软件.随着用户的需求以及CSR-BC/OT规范的发展,CSR-SDP的功能将逐渐得到扩充和完善,如在建模方法上向3D发展,提供更快的建模速度和更便捷的建模方法;增强用户交互的友好性;高效稳定的数据存储和数据管理模式;与主流CAD软件和船舶设计软件之间的数据交换与共享等.
参考文献:
[1]冯文琴. 中国船级社“海虹之彩”船体结构安全解决方案软件系统[J]. 中国船检, 2000(2): 21-24.
[2]中国船级社. CSR-SDP(BC)使用手册[EB/OL]. (2009-08-10)[2009-07-10]. http://www.ccs.org.cn/CSR/CSR_BC.html.
[3]中国船级社. CSR-SDP(OT)使用手册[EB/OL]. (2009-08-10)[2008-07-10].http://www.ccs.org.cn/CSR/CSR_OT.html.
(编辑于杰)
关键词:共同结构规范; 散货船; 双壳油船; 共同结构规范计算软件; CSR-SDP; 中国船级社
中图分类号:U662.1; U662.2文献标志码:A
Common structural rule computation software CSR-SDP of
China Classification Society
WANG Lirong, LI Yugang, LIU Yuchuan, XU Fayan
(China Classification Society, Beijing 100007, China)
Abstract: To improve the efficiency of ship design, China Classification Society(CCS) developed a common structural rule computation software CSR-SDP for CSR-BC/OT proposed for the design of bulk carrier and double hull oil tanker by International Association of Classification Societies(IACS) in 2006. CSR-SDP is constituted by CSR-SDP(BC) and CSR-SDP(OT). The former is for bulk carrier and the latter is for double hull oil tanker. CSR-SDP is a ship structure design and rules-checking system that includes the functions such as design based on rules, load computation, and analysis, evaluation and fatigue life-span evaluation on hull structure strength. It meets the rules of CSR-BC/OT better and the requirements of ship design and drawing auditing.
Key words: common structural rule; bulk carrier; double hull oil tanker; computation software of common structure rule; CSR-SDP; China Classification Society
收稿日期:2009-[KG*9〗05-[KG*9〗22
作者简介: 王丽荣(1979—),女,湖北天门人,工程师,博士,研究方向为船舶工程计算软件,(E-mail)lrwang@ccs.org.cn;
李玉刚(1976—),男,山东胶南人,高级工程师,博士,研究方向为船舶工程计算软件,(E-mail)ygli@ccs.org.cn
0引言
为满足航运业对船舶安全航行及使用中的质量要求,在国际航运界创造公平竞争的市场,国际船级社协会(International Association of Classification Societies, IACS)推出散货船、双壳油船共同结构规范(CSR-BC/OT),并于2006年4月1日生效.该规范的推出引发船舶设计技术的根本变革,如果缺少规范计算软件,将很难开展船舶设计工作,并且大大延缓设计周期.
为满足中国造船市场需求,中国船级社(China Classification Society, CCS)作为IACS成员之一,及时研发、推出针对CSR-BC/OT的共同结构规范计算软件CSR-SDP.该软件可为使用者提供共同结构规范设计和规范审图工具,可进行全船范围结构设计和校核,具有强大的建模编辑功能、方便的计算结果查看功能,以及规范实现及时性、快速的规范查询、灵活的辅助设计工具、基于数据库的资源共享和可靠的船体结构规范计算等特点.CSR-SDP使设计
人员从繁冗的计算中解脱出来,通过先进的计算手段完成船舶设计和校核工作.
1CSR-SDP的主要功能和特点
CSR-SDP是集规范设计,载荷计算以及船体结构强度分析、评估和疲劳寿命评估于一体的船体结构设计和规范校核系统.它分为散货船共同结构规范计算软件(CSR-SDP(BC))和双壳油船共同结构规范计算软件(CSR-SDP(OT)).这两套软件包含的规范计算功能分别见图1.[1](a) CSR-SDP(BC)计算功能(b) CSR-SDP(OT)计算功能图 1CSR-SDP的计算功能1.1全船范围结构设计和校核
CSR-SDP校核的船体区域包括中部货舱区(典型横剖面设计和校核、典型横舱壁设计与校核)、艏部、艉部、机舱区和上层建筑等,见图2.
1.2强大的建模编辑功能
CSR-SDP采用参数化建模方式,按照如下过程建立计算模型:(1)用户选择新建工程;(2)用户对变量进行初始化;(3)软件根据用户输入的变量对界面进行初始化;(4)用户输入、修改界面数据;(5)软件从界面获取数值,给有关变量赋值;(6)用户选择保存工程时,软件将变量数值写入数据库;(7)用户重新打开该工程;(8)用户重新打开该工程时,软件从数据库读取该工程信息;(9)软件将从数据库读取的数据给变量赋值.重复上述第(3)~(6)步,直到用户建模完毕.1.3方便的计算结果查看
为满足用户的不同需要,CSR-SDP提供3种形式的计算结果[2-3]:(1)预处理后查看单个构件的计算结果.对横剖面/横舱壁模型进行预处理后,可以选择单个构件,即时查看该构件的计算结果.(2)正式输出报告.对模型进行计算后,可通过输出报告选项,选择自己关心的内容输出(例如只输出不满足规范要求的构件),见图3.输出正式报告计算结果内容只列出最危险的工况,对于不满足规范要求的采用红色斜体输出,以提醒用户.(3)输出详细报告.详细报告中输出计算的中间数据及所有的计算结果,包括板格和骨材的压力、局部强度、屈曲以及纵骨的疲劳计算结果等.
1.4规范实现及时性
CSR-SDP的实现随CSR-BC/OT规范修改或勘误及时更新.通过增加版本选择功能,用户可以根据自己的需要选择相应的CSR-BC/OT规范版本进行规范校核.CSR-SDP计算报告中显示用户所使用的规范版本信息和CSR-SDP软件版本号,从而在审图时保证用户使用的是有效版本.
1.5辅助设计工具
提供规范查询与计算(Rule-Calc),压力计算,简单剖面几何特性计算,以及简单梁系、碰击、晃荡、剪流及进水工况下双层底能力和货舱许用装载评估(UR S20)等辅助设计工具.
1.6工程管理
CSR-SDP软件专门开发用于设计船舶的工程管理程序(Project Management),方便用户提交工程模型(主要用于审图),用户无须提交完整的数据库备份.对数据库也增加版本号,而且数据库的版本更新由执行程序自动完成,不需要单独手工升级.
1.7基于数据库的资源共享
CSR-SDP采用数据库形式管理用户的工程模型,各工程之间可以进行全部或部分拷贝,以达到资源共享的目的,大大节省用户建模的时间.
2技术难点及解决情况
2.1载荷计算
CSR-SDP引入舱室定义功能,在舱室定义中输入计算内部载荷(货物和压载水产生的载荷)时所需的参数,较好地解决载荷计算问题.
2.2构件腐蚀增量
CSR-BC/OT基于扣除腐蚀增量后的构件净尺寸进行强度校核.在进行船体梁纵向强度校核、局部强度校核、船体梁极限强度校核和疲劳评估时,须在构件总尺寸中扣除不同的腐蚀增量,给软件实现带来一定的困难.CSR-SDP通过舱室定义和将结构按照规范属性进行分类的方式,可以确定各个构件的腐蚀增量值.CSR-BC/OT以基本板格(Elementary Plate Panel,EPP)为计算单元,CSR-SDP 则通过建立腐蚀增量与EPP之间的联系满足不同计算需要.
2.3艏部、艉部、机舱区结构
通过舱室定义功能,可以定义货舱区以外的任意舱室,解决货舱区以外结构的内部载荷和腐蚀增量的确定问题.因此,CSR-SDP可以处理全船的结构计算和校核.
2.4上层建筑尺寸计算
CSR-SDP将计算区域扩充至货舱区以外,可以单独创建上层建筑的横剖面,从而可计算上层建筑尺寸.同样,也可解决甲板室结构要求的计算.
3总结及展望
CSR-SDP较全面地覆盖CSR-BC/OT的计算要求,较好地满足设计和审图需要,在CSR-BC/OT船舶的设计与审图中发挥主要作用,是优秀的工程计算软件.随着用户的需求以及CSR-BC/OT规范的发展,CSR-SDP的功能将逐渐得到扩充和完善,如在建模方法上向3D发展,提供更快的建模速度和更便捷的建模方法;增强用户交互的友好性;高效稳定的数据存储和数据管理模式;与主流CAD软件和船舶设计软件之间的数据交换与共享等.
参考文献:
[1]冯文琴. 中国船级社“海虹之彩”船体结构安全解决方案软件系统[J]. 中国船检, 2000(2): 21-24.
[2]中国船级社. CSR-SDP(BC)使用手册[EB/OL]. (2009-08-10)[2009-07-10]. http://www.ccs.org.cn/CSR/CSR_BC.html.
[3]中国船级社. CSR-SDP(OT)使用手册[EB/OL]. (2009-08-10)[2008-07-10].http://www.ccs.org.cn/CSR/CSR_OT.html.
(编辑于杰)