横向载荷作用下小水线面双体船结构校核与优化

张 旭， 蒋学敏

(中国舰船研究设计中心， 湖北 武汉 430064)

0 引 言

小水线面双体船(Small Waterplane Area Twin-Hull Ship, SWATH)具有耐波性优良、操纵性强、航向稳定性佳、甲板面积大等优点[1]，特别能适应要求全天候作业、具有稳定作业平台特性的特种舰船之需，因此SWATH自研发以来日益引起各造船强国的浓厚兴趣，得到快速发展和广泛应用[2]。

与常规的单体船不同，SWATH船体一般由2个分别为流线型的水下潜体、连接水下潜体与上船体之间的狭片状双支柱体和高出水面的上层船体3部分组成[3]。由于其结构形式的特殊性，在特定海况下其2个片体可能承受不同方向的波浪载荷(横向载荷)作用，这种作用在船舶与波浪谐摇时最大，且方向相反，从而对桥体产生很大的横向弯矩，使得连接桥和支柱结合处(拱腰)受到的应力较大，因此，横向载荷工况通常是SWATH最危险的载荷工况[4]。该型船舶结构受力情况复杂且较常规船形不同，结构尺寸选择和强度校核没有成熟的规范可参照成为SWATH结构设计的主要难点。另外，SWATH吃水对重量的变化较敏感。重量越大，吃水越深，横向载荷就越大，桥体底部受到的砰击就越严重，这些对于结构都非常不利。如何合理分布、优化控制结构重量既是SWATH的设计难点，也是关键技术之一。对全船开展有限元仿真分析，研究其结构强度并清晰地展示该型船舶的应力分布特性，进而有针对性地开展结构优化设计，在确保结构安全的基础上严格控制结构重量。

1 结构设计

结构设计的主要内容：在总体设计的基础上，通过合理的结构布置、构件尺寸选用、材料选用等手段解决船体的强度及刚度问题。……