Normative and methodological principles for transverse webs structural design as applicable to cargo tank area of double hull oil tankers

Abstract

Статья посвящена вопросам проектирования поперечных танкерных рам крупнотоннажных нефтеналивных судов, размеры корпусных конструкций которых должны соответствовать требованиям Общих Правил МАКО (CSR). Требования Правил CSR можно разделить на общие нормативные предписания аналитико-эмпирического характера (prescriptive-требования) и требования к выполнению проверочных расчётов (в первую очередь с использованием МКЭ). В работе рассмотрены алгоритмы проектирования поперечных рам нефтеналивных судов в соответствии с prescriptive requirements, а также предложена методика и алгоритм проектирования таких конструкций, включающие и МКЭ-анализ, которые могут использоваться в практике конструкторских бюро. Приведено обоснование необходимости анализа и обобщения проектных решений в части рамных конструкций на реальных судах, которые могут быть использованы при разработке специализированного программного обеспечения. Поскольку напряжённо-деформированное состояние рамной конструкции зависит от соотношения характеристик изгибной жесткости составляющих её балок, целесообразным является построение алгоритма проектирования, частью которого является решение оптимизационно-поисковой задачи определения требуемых размеров конструкции. Ограничения такой задачи должны формироваться на основе общих требований CSR. В тексте приведено описание нормативных требований и основные их особенности. Кратко описаны возможные варианты постановки задачи и соображения о программной реализации её решения. The paper deals with principal considerations of double-hull oil tankers primary supporting members (PSM) structural design, which meets the requirements of Common Structural Rules (CSR). The algorithms of structural design procedure for different typical arrangements of tankers are considered in the paper. The study shows main features of structural design process that lead to complexity of functional relations. As CSR requirements consist of prescriptive requirements and direct analysis requirements (that usually means finite element analysis) the suggested algorithms include both of these stages. The text explains the need of statistical data of existing designs collecting. Such data includes ratios between required and actual web depths, scantlings of brackets, ratios between moments of inertia of PSM and some others. This data can be used in structural design process and form the limitations of design parameters. As shear forces and bending moments in primary supporting members depend on ratios of its bending stiffness and relation between design parameters are rather complicated it is appropriate to use mathematical programming models, which present a decision support instrument. There are many ways of formulation and implementation of structural design task, and the paper gives general considerations about it. The brief review of previous contributions on this subject is also given.