中国船级社
矿砂船船体结构 高级屈曲评估指南
2019
北京
2019年2月
简要说明
为适应船舶结构大型化发展趋势和船舶结构设计现代化要求，中国船级社（CCS）根据相关研究成果，基于加筋板结构的弹塑性/极限能力的高级屈曲方法论，新编《矿砂船船体结构高级屈曲评估指南》，适用于矿砂船船体结构的高级屈曲评估.
本指南包括了三种具有现代技术水平的高级屈曲评估方法：闭合公式法（CFM）、弹塑性法（EPM）和非线性有限元法（NLFEM）.其中，闭合公式法基于用于特殊的板格屈曲校核.此外，根据CCS近几年在非线性分析方面的工作经验性要求.
国际船级社协会共同结构规范的屈曲相关要求，并针对大型矿砂船的结构特点进行了补充和完善：弹塑性法纳入了CCS最新研发的弹塑性高级屈曲评估方法，可和相关参考资料，对加筋板格极限能力的非线性有限元分析方法给出了相关指导
其他船舶和海工结构加筋板结构的高级屈曲评估也可参考本指南执行.
目录
1.1一般要求..1.2高级屈曲方法.1.3应用及评估流程. .31.5屈曲接受衡准. 1.4屈曲利用因子 .5 .41.6厚度折减. .61.7计算应力修正 .6
第2章屈曲评估应用 f"
2.1一般要求. .72.2评估方法 .72.3矿砂船结构板格类型及适用的评估方法 .82.5板格的平均厚度 2.4加筋和非加筋板格的模型化. ..11 .132.6板格的屈服应力. .142.7参考应力 .142.8侧向压力. .142.9槽形舱壁. ..14
附录1直接计算的参考应力， ..18
1.1符号说明. 181.2一般规定 1.3参考应力.. 18..19
第3章加筋板格屈曲/极限强度的闭合公式评估方法（CFM） ..22
3.1符号说明 223.2一般要求. 3.3板和加强筋.. ..5 .243.4主要支撑构件的腹板 363.5支杆、支柱和横撑材 .403.6槽形舱壁.. ..443.7闭合公式法的计算软件COMPASS-ABA-CFM 45
附录2板格的屈曲因子和折减因子. 46
1.1符号说明. 461.2平面板格. 1.3曲板板格. ..4646
第4章加筋板格屈曲/极限强度的弹塑性评估方法（EPM） 58
4.1一般要求. 854.2基本方法. 854.4弹塑性法的计算软件COMPASS-ABA-EPM. 4.3理论分析模型. 6066
第5章加筋板格屈曲/极限强度的非线性有限元分析方法（NLFEM） 69
5.1一般要求 695.2模型理想化. 5.3单元和网格 705.4边界条件和载荷. 71 725.5初始缺陷 .765.6求解流程. 65.7非线性有限元法的计算软件COMPASS-ABA-NLFEM 79
第1章一般规定
1.1一般要求
1.1.1本指南基于加筋板结构弹塑性/极限能力的高级屈曲分析方法论，针对矿砂船结构特点和直接计算要求，给出了船体加筋板结构高级屈曲评估方法应用的有关要求，适用于船体外板、内壳板、内底板、甲板、舱壁板和主要及局部支撑构件腹板结构，以及支柱、支杆、横撑材和形舱壁等其他构件的屈曲和极限强度评估.
1.1.2应用本指南对矿砂船结构进行屈曲强度评估时，还应结合CCS《矿砂船船体结构强度直接计算指南》中的屈曲评估相关要求进行，如与《矿砂船船体结构强度直接计算指南》不一致的部分，以本指南为准.
1.1.3对于各个结构构件，其特征屈曲强度应按最不利/临界的屈曲失效模式取值.
1.1.4本指南中，压应力和剪应力取为正值，拉应力取为负值.
1.1.5除另有规定外，应按本章1.6对构件厚度进行折减.
1.1.6除另有规定外，应按本章1.7对计算应力进行修正.
1.1.7经CCS同意，可接受其他高级屈曲评估方法.
1.1.8其他船舶和海工结构加筋板结构的高级屈曲评估也可参考本指南执行.
1.2高级屈曲方法
1.2.1屈曲失稳是结构最主要的失效模式之一.以往经典的屈曲强度理论，将结构的稳定性间题控制在线弹性屈曲范围内.实际上，船体结构由于其布置和构造特点而具有一定的瓦余度，因此船体结构中的板格局部弹性屈曲并不一定使结构达到危险状态，见图1.2.1（1）.在达到弹性屈曲后，结构进入弹塑性阶段（后屈曲/塑性屈曲），通过应力重分布，还可继续承受外载，直至结构发生垮塌，见图1.2.1（2）.此时的外载即为结构的最大承载力，也称为结构的极限能力或极限强度，见图1.2.1（3）.
图1.2.1（1）加筋板格的线弹性屈曲模型
图1.2.1(2）加筋板格的垮塌模型
