波浪载荷是船舶结构设计中要考虑的最重要的载荷,它的正确计算是优化船舶结构设计,合理评估船舶强度的重要前提。对于大型集装箱船,由于这种船型大开口,扭转刚度下降,使其结构强度除总强度外,扭转强度成为突出矛盾,在斜浪中的扭矩是最值得关注的。同时,船首的外飘冲击力,甲板上浪、首尾砰击等十分明显,船的大幅度运动并伴随底部砰击所引起的非线性载荷远比运动的非线性突出;大型集装箱船在波浪中的运动具有明显的非线性特征;在高海情况下中剖面处弯矩出现中垂和中拱的不对称现象;在短波长迎浪条件下,扭矩最大;扭矩比水平和垂直弯矩小得多;重量沿船长的分布对扭矩的计算至关重要;除了总纵弯矩外,由于其大开口,由扭矩产生的变形很大;前后各断面处不同的纵向变形引起高的翘曲应力,由于集装箱船的结构,机舱前周围位置绕曲应力相对较大;因此,大型集装箱船必须加强扭转强度的研究,船首外飘引起的波浪砰击,甲板上浪等研究;扭矩的非线性明显出现在船首,而船中和船尾几乎很少出现;非线性载荷出现在各种船体响应,如船体运动,船体力矩,以及船体压力,因此,在最终设计载荷时非线性影响必须考虑进去;对于集装箱船尾非对称船型和重量沿船长分布的情况造成了船尾的扭矩远大于船中和船首等。 基于集装箱船此类载荷特点,本文展开了相关研究。采用三维时域Rankine源方法对大型集装箱船六自由度运动和波浪载荷进行了计算。首先对大型集装箱船研究进展,国外船级社大型集装箱船结构直接计算应用情况进行了调查,并在学习和消化使用WASIM软件的基础上,分别计算了不同浪向角对应的线性条件下六个自由度的运动响应、中剖面及船首尾剖面力和力矩;非线性条件下六个自由度的运动时历、中剖面及船首尾剖面力和力矩的时历、全船的总压力分布。最后对计算结果进行了分析,并包括对其中的非线性因素进行分析。分析得出,这些结论与多家船级社的相关计算结果是一致的,进一步确认了三维方法相比较切片法更适合于大型集装箱船的运动和波浪载荷计算。