在超大型矿砂船各船体结构中，机舱结构尤为复杂，常规的规范校核方法不能完全保证足够的结构强度。此外为了提高船舶性能，优化后的机舱船壳曲线进一步收缩，但货舱区域很多纵向构件在机舱区域中断，详细可靠的评估手段及结果显得尤为重要。现有的实船计算也出现了机舱结构损坏案例，如机舱平台甲板屈曲，机舱强框架开口处屈曲等。因此，需要在按常规描述性规范设计的基础上，采用直接计算方法对机舱结构强度进行评估。

为此，中国船级社规范与技术中心从建模准则及边界条件、载荷及载荷组合、船体梁目标载荷调整方法以及强度评估衡准等方面制定了ULOC机舱有限元直接计算方法。由于这些方法的计算过程非常复杂，已经无法用手工的方法计算完成。因此，中国船级社技术研发中心开发了专门用于ULOC机舱有限元直接计算的相关软件。

该软件以MSC公司的PATRAN有限元平台为依托开发，主要功能模块包括：

1、船型参数定义：船型、船级符号、分析区域、评估类型等。

2、主参数定义：船长、船宽、吃水等参数定义。

3、结构定义及搜索：定义船体各类型结构，自动搜索结构包含的单元。

4、舱室定义及识别：定义船体各类型舱室，自动搜索舱室边界及内部单元。

5、单元属性定义：单元建造厚度、材料屈服极限的定义、腐蚀自动扣除。

6、载荷计算与施加：开放式的装载模式、分布载荷定义、工况定义，载荷自动施加，节点力计算。

7、船体梁自动调整：包含局部载荷积分、目标值计算和修正载荷施加方法。

8、边界条件施加：机舱专用的悬臂梁类型边界条件。

9、屈服强度评估：粗、细网格单元屈服强度自动评估。

10、屈曲强度评估：加筋板、非加筋板屈曲能力校核，屈曲板格自动划分、属性自动获取，结果云图与因子显示。

11、细化分析：子模型法自动映射工具

软件的主要特点有：

1、与ULOC舱段计算模块完全整合，无需单独安装，通过“评估区域”选择即可切换，方便用户安装使用。

图1 通过“评估区域”切换

2、自动结构搜索、舱室自动识别、腐蚀自动扣除等大量自动化模型“前处理”工具，节约用户建模时间，提高效率。

图2 自动结构搜索

图3 舱室自动识别

3、分布载荷定义及载荷自动施加，免去繁琐的公式计算，“一键”完成。

图4 分布载荷定义

4、自动进行船体梁载荷调整、边界条件施加，免去复杂的载荷调整计算过程，操作方便快捷，结果准确可靠。

图5 船体梁调整模块

5、独立的后处理数据库，完全脱离PATRAN平台的数据存储方式，安全，快速，可靠。

图6 结果读取

6、多种网格自动细化工具，包括：通用网格细化、折角型、舱口角隅、开孔、趾端、水平桁根部、骨材板元化等。工具自动化程度高，速度快，质量高。可以节省用户大量的网格细化时间。

图7 网格自动细化工具

目前，CCS超大型矿砂船机舱有限元直接计算软件已应用于超大型矿砂船结构强度关键技术研究和实船计算中，标志着CCS在超大型矿砂船结构强度有限元计算方面具有了完整的技术和服务能力。该软件也必将成为CCS服务于业界的重要工具。