2024 11.1一般要求 11.3操作模式 21.5符號(hào)及附加標(biāo)志 21.6總體要求 2第2節(jié)結(jié)構(gòu)要求 32.1船體分區(qū) 32.2設(shè)計(jì)冰載荷 42.3船體結(jié)構(gòu) 82.4總縱強(qiáng)度 2.5直接計(jì)算 2.6局部細(xì)節(jié) 2.7附體 2.8材料與焊接 第3節(jié)推進(jìn)功率 203.1一般要求 203.2推進(jìn)功率要求 20第4節(jié)機(jī)械裝置 214.1一般要求 214.2材料 214.3主要參數(shù)和載荷定義 214.4冰作用載荷 254.5設(shè)計(jì) 374.6原動(dòng)機(jī) 494.7機(jī)器緊固載荷加速度 494.8輔助系統(tǒng) 494.9壓載艙 504.10通風(fēng)系統(tǒng) 504.11海水進(jìn)口和冷卻水系統(tǒng) 504.12可轉(zhuǎn)向主推進(jìn)器 504.13替代設(shè)計(jì) 56第5節(jié)船舶轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與設(shè)備 565.1一般要求 565.2舵 565.3操舵裝置 575.4非傳統(tǒng)的船舶轉(zhuǎn)向裝置 57附錄1基于操作場(chǎng)景的冰載荷直接預(yù)報(bào) 581一般要求 582操作場(chǎng)景 583仿真模擬 584應(yīng)用 5911.1一般要求1.1.1本規(guī)范適用于全年在中等厚度的多年冰及以上冰況下操作的加強(qiáng)型破冰船。1.1.2申請(qǐng)CCS加強(qiáng)型破冰船附加標(biāo)志的船舶除符合本規(guī)范適用規(guī)定外，還應(yīng)滿足CCS《鋼質(zhì)海船入級(jí)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱“鋼規(guī)”）及相關(guān)指南的適用要求。1.1.3采用本規(guī)范的破冰船應(yīng)至少具備在中等厚度當(dāng)年冰的極地水域獨(dú)立航行的能力，并取得ACC-POLAR(DST)防寒附加標(biāo)志。1.1.4對(duì)于具有新穎結(jié)構(gòu)和新型特性的破冰船，經(jīng)同意，可接受替代和等效方法。1.2定義1.2.1除另有規(guī)定外，與本規(guī)范有關(guān)的定義如下：（1）加強(qiáng)型破冰船：動(dòng)力和尺度適合于在浮冰覆蓋水域從事主動(dòng)性操作，具有冰區(qū)護(hù)航、科考及物資保障或冰區(qū)管理功能，具有Icebreaker*破冰船附加標(biāo)志的專用船舶。（2）重型破冰船：系指冰級(jí)不低于PC2、連續(xù)破冰能力不小于2米(2~3節(jié)航速)的加強(qiáng)型破冰船(以下簡(jiǎn)稱“破冰船”)。（3）極地級(jí)（PC）：見《鋼質(zhì)海船入級(jí)規(guī)范》第8篇第13章13.1.2。（4）低氣溫操作船舶：系指預(yù)期駛往或穿越最低日均低溫(LMDLT)低于-10℃區(qū)域的船舶（5）冰區(qū)高位水線（UIWL）：系指由最大冰區(qū)航行的船首、船中和船尾吃水確定的水線（6）冰區(qū)低位水線（LIWL系指由最小冰區(qū)航行時(shí)水線。應(yīng)按壓載工況下的冰區(qū)航行能力進(jìn)行確定，螺旋槳在冰區(qū)低位水線應(yīng)全浸沒。（7）船長(zhǎng)LUI（m沿冰區(qū)高位水線(UIWL)，由首柱前緣量至舵柱后緣的長(zhǎng)度；對(duì)無舵柱的船舶，由首柱前緣量至舵桿中心線的長(zhǎng)度；但均不應(yīng)小于冰區(qū)高位水線(UIWL)總長(zhǎng)的96%，且不必大于97%。對(duì)于具有非常規(guī)船首和船尾的船舶，其船長(zhǎng)LUI需特別考慮.（8）船舶排水量DUI（kt對(duì)應(yīng)于冰區(qū)高位水線(UIWL)吃水時(shí)的排水量，當(dāng)使用多條水線確定UIWL時(shí)，則取最大值。（9）極地船用高強(qiáng)度鋼（ARC-M）：系指滿足CCS《極地船舶指南》“附錄8極地船用高強(qiáng)度鋼”的高強(qiáng)度船體結(jié)構(gòu)用鋼。（10）設(shè)計(jì)服務(wù)溫度（DST）：定義見《鋼質(zhì)海船入級(jí)規(guī)范》第8篇第23章23.1.2.1（3）。（11）除冰和防冰：定義見《鋼質(zhì)海船入級(jí)規(guī)范》第8篇第23章23.1.2.1（7）、（8）。1.3操作模式1.3.1破冰船主要功能1.3.1.1破冰船的功能是確定操作場(chǎng)景及操作模式的基礎(chǔ)。破冰船的功能一般分為護(hù)航、科考及物資保障或冰區(qū)管理等。如果選擇了替代功能，則應(yīng)在相關(guān)文件中包含該功能的描述。（1）護(hù)航：從事冰區(qū)水域巡邏和搜救任務(wù)，為其他船舶開辟冰區(qū)航道，營救被困船舶，必要時(shí)進(jìn)行拖曳。在破冰船安全行動(dòng)范圍內(nèi)，一般選擇最簡(jiǎn)單快速的路線前往救援。（2）科考及物資保障：在冰區(qū)水域進(jìn)行獨(dú)立的科學(xué)考察作業(yè)，開辟冰區(qū)航道并護(hù)送為科考站補(bǔ)給的船舶，同時(shí)可兼具為科考站運(yùn)輸物資功能。通?？筛鶕?jù)冰況條件及變化重新選擇航線。（3）冰區(qū)管理：為海上裝置/作業(yè)等提供防冰、支援及保障。通常會(huì)主動(dòng)打破大塊浮冰以免除或降低海上裝置/作業(yè)遭受海冰威脅。1.3.1.2船東和/或設(shè)計(jì)方應(yīng)根據(jù)破冰船設(shè)計(jì)的功能及預(yù)期的冰況選擇合適的破冰能力指標(biāo)。根據(jù)破冰船的主要功能及操作模式，破冰能力指標(biāo)一般包括如下：2（1）連續(xù)破冰能力（航速，層冰厚度等）（2）層冰下的冰區(qū)轉(zhuǎn)向能力（轉(zhuǎn)彎半徑，回轉(zhuǎn)速度，層冰厚度等）（3）沖撞破冰能力（航速，冰況等）1.3.1.3對(duì)于設(shè)計(jì)有特殊操作模式的破冰船，如斜向破冰、冰區(qū)淺水作業(yè)等，則船體區(qū)域冰載荷應(yīng)給予特別考慮。可采用本規(guī)范附錄1的方法或冰池試驗(yàn)，相關(guān)資料應(yīng)提交CCS。1.4圖紙資料1.4.1應(yīng)將下列圖紙資料/信息提交批準(zhǔn)：（1）冰區(qū)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)圖（包括冰帶劃分，可包含在相關(guān)結(jié)構(gòu)圖紙中）；（2）主推進(jìn)裝置的詳細(xì)圖紙。主推進(jìn)、舵機(jī)、應(yīng)急和重要輔助系統(tǒng)的說明書應(yīng)包括對(duì)其操作限制的說明。主推進(jìn)裝置必要的負(fù)荷控制功能的說明資料；（3）有關(guān)主推進(jìn)、應(yīng)急和輔助系統(tǒng)的布置，防止冰凍、冰雪造成影響的保護(hù)措施，以及預(yù)定環(huán)境條件下其操作能力的詳細(xì)設(shè)計(jì)說明；（4）螺旋槳強(qiáng)度計(jì)算書。（5）軸系扭振和強(qiáng)度計(jì)算書。1.4.2應(yīng)將下列圖紙資料/信息提交備查：（1）破冰船的功能、設(shè)計(jì)冰況及破冰能力指標(biāo)；（2）結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算書；（3）吊艙強(qiáng)度計(jì)算書（如適用）。（4）充分驗(yàn)證船舶破冰能力的冰區(qū)航行試驗(yàn)報(bào)告或冰池船模試驗(yàn)報(bào)告或其他認(rèn)可的等效方法的驗(yàn)證報(bào)告。1.5符號(hào)及附加標(biāo)志1.5.1滿足本規(guī)范要求的極地級(jí)船舶可授予Icebreaker*附加標(biāo)志。該附加標(biāo)志后應(yīng)附上相應(yīng)的極地級(jí)，如Icebreaker*PC2。1.5.2當(dāng)露天和暴露于海水的船體結(jié)構(gòu)采用極地船用高強(qiáng)度鋼時(shí)，可授予ARC-M（x）附加標(biāo)志，其中x表示設(shè)計(jì)服務(wù)溫度。1.6總體要求1.6.1.1船舶布置應(yīng)滿足CCS鋼規(guī)第2篇第1章第12節(jié)結(jié)構(gòu)布置和第8篇第23章第3節(jié)船舶布置的要求。1.6.1.2破冰船的首部形狀應(yīng)有利于沖撞破冰作業(yè)。同時(shí)，應(yīng)采取止冰措施（如冰鰭等）以預(yù)防船尾甲板浸沒。其設(shè)計(jì)要求一般考慮航速、穩(wěn)性和干舷，當(dāng)船舶止于前趾或其他最低位置處于冰上時(shí)，應(yīng)預(yù)防船尾甲板浸沒并保持足夠的正穩(wěn)性。1.6.1.3應(yīng)在冰鰭之后設(shè)有橫艙壁，該艙壁應(yīng)水密延伸至干舷甲板。當(dāng)船舶在最深分艙吃水裝載條件下，至冰鰭處前方的所有艙室浸水時(shí)，不會(huì)導(dǎo)致任何其他艙室浸水，不會(huì)造成船舶不可接受的穩(wěn)性損失，按本節(jié)1.6.2.1規(guī)定的破損后殘存因數(shù)Si不小于1或滿足船舶要求的破損后剩余穩(wěn)性衡準(zhǔn)。31.6.2穩(wěn)性1.6.2.1船舶穩(wěn)性應(yīng)滿足CCS鋼規(guī)第2篇第1章第9節(jié)完整穩(wěn)性、第2篇第1章第10節(jié)破損穩(wěn)性、第8篇第23章第4節(jié)穩(wěn)性和IMO《國際極地水域航行船舶規(guī)則》I-A部分第4章分艙和穩(wěn)性的要求。1.6.2.2結(jié)冰狀態(tài)下的裝載工況應(yīng)滿足該船舶本身所規(guī)定的剩余穩(wěn)性衡準(zhǔn)。1.6.3水密和風(fēng)雨密完整性1.6.3.1船舶密性應(yīng)滿足CCS鋼規(guī)第8篇第23章第5節(jié)水密和風(fēng)雨密完整性和IMO《國際極地水域航行船舶規(guī)則》I-A部分第5章水密和風(fēng)雨密完整性的要求。1.6.4救生設(shè)備1.6.4.1救生設(shè)備應(yīng)在設(shè)計(jì)服務(wù)溫度（DST）下具備全部功能。1.6.4.2救生艇應(yīng)為全封閉型，救助艇應(yīng)為剛性救助艇。1.6.4.3救生設(shè)備除視其適用情況滿足SOLAS第III章或《特種用途船舶安全規(guī)則（2008）》的相關(guān)要求外，還應(yīng)滿足如下要求：（1）IMO《國際極地水域航行船舶規(guī)則》I-A部分第8章及I-B部分第9節(jié)的有關(guān)要求；（2）CCS鋼規(guī)第8篇第23章的有關(guān)要求；（3）IMOMSC.1/Circ.1614Rev.1的有關(guān)要求。1.6.5拖帶1.6.5.1對(duì)伴航拖帶的破冰船，應(yīng)進(jìn)行拖帶布置，例如尾部的凹槽以及兩個(gè)導(dǎo)纜孔和兩個(gè)帶纜樁。尾板和框架應(yīng)進(jìn)行加強(qiáng)來考慮與被伴航船舶間的碰撞，推進(jìn)裝置與轉(zhuǎn)向裝置的布置也應(yīng)考慮免于與被伴航船舶的球鼻艏間的碰撞。2.1船體分區(qū)2.1.1破冰船船體分區(qū)以反映預(yù)期作用在這些區(qū)域上的載荷大小。在縱向上分為4個(gè)區(qū)域：首部區(qū)、首部過渡區(qū)、船中區(qū)和尾部區(qū)。首部過渡區(qū)、船中區(qū)和尾部區(qū)在垂向上分為底部區(qū)、下部區(qū)和冰帶區(qū)。各個(gè)船體分區(qū)的范圍見圖2.1.1所示，并符合2.1.2至2.1.5的規(guī)定。4圖2.1.1船體分區(qū)范圍2.1.2首部區(qū)與首部過渡區(qū)之間的邊界不得位于首柱線和船舶基線的交點(diǎn)之前，但不必位于首柱前緣沿冰區(qū)高位水線向后0.45LUI之后。2.1.3底部區(qū)與下部區(qū)之間的邊界應(yīng)取在與水平面成7°傾斜角的船體外板處。2.1.4如船舶擬在冰區(qū)進(jìn)行尾向破冰操作，則尾部區(qū)應(yīng)特殊考慮，并取得CCS認(rèn)可。2.1.5盡管按圖2.1.1所示，尾部區(qū)的前端邊界應(yīng)位于冰區(qū)高位水線（UIWL）平行中體后端點(diǎn)之前至少0.04LUI。2.2設(shè)計(jì)冰載荷2.2.1一般要求2.2.1.1破冰船船首受浮冰碰擦的作用應(yīng)作為確定尺度的設(shè)計(jì)工況。2.2.1.2設(shè)計(jì)冰載荷由均勻分布在一長(zhǎng)方形載荷作用板(高b和寬w)上的平均壓力Pavg表征；2.2.1.3破冰船的首部區(qū)冰載荷參數(shù)為實(shí)際首部形狀的函數(shù)。為確定冰載荷參數(shù)(Pavg、b和w)，應(yīng)對(duì)該分區(qū)中的下列冰載荷特征參數(shù)進(jìn)行計(jì)算：形狀系數(shù)fai、總的碰擦力Fi、線載荷Qi，以及壓力Pi。2.2.1.4除2.2.1.3以外的冰區(qū)加強(qiáng)區(qū)域，冰載荷參數(shù)(Pavg、bNonBow以及wNonBow)與船體形狀無關(guān)，且基于一個(gè)固定載荷板的長(zhǎng)寬比AR=3.6確定。2.2.1.5按2.2.2.2（3）計(jì)算所得的設(shè)計(jì)冰作用力適用于首柱處縱剖面角γ為正值且小于80o，且按2.2.2.2（1）定義的最靠船首的分區(qū)中點(diǎn)處肋骨垂向角大于10o的首部。2.2.1.6不同于2.2.1.5的其他首部形狀，設(shè)計(jì)冰壓力由CCS給予特殊考慮，可采用附錄1的方法。2.2.1.7未直接承受冰載荷的船體結(jié)構(gòu)可能仍會(huì)承受由船與冰相互作用而引起的貨物和設(shè)備的慣性載荷。相應(yīng)的加速度見第4節(jié)4.7中的計(jì)算方法。2.2.2浮冰碰擦載荷特征參數(shù)2.2.2.1定義碰擦載荷特征的參數(shù)反映在船級(jí)因子之中，且列于表2.2.2.1。船級(jí)因子表2.2.2.1船級(jí)因子(CFF)船級(jí)因子(CFDIS)52.2.2.2首部區(qū)（1）在首部區(qū)，與浮冰碰擦載荷情況有關(guān)的力F、線載荷Q、壓力P以及載荷板的長(zhǎng)寬比AR是冰區(qū)高位水線(UIWL)處量得的船體角的函數(shù)。船體角的影響通過對(duì)首部形狀系數(shù)fa的計(jì)算得到。船體角的定義見圖2.2.2.2（1）。α——冰區(qū)高位水線角，(o)；γ——冰區(qū)高位水線處的縱剖面角，(o)(縱剖面線角從水平面起量得)；tan(β')=tan(β).cos(α)圖2.2.2.2（1）船體角的定義（2）首部區(qū)的水線長(zhǎng)度通常分成4個(gè)等長(zhǎng)度的分區(qū)。應(yīng)計(jì)算每個(gè)分區(qū)長(zhǎng)度當(dāng)中位置處的力F、線載荷Q、壓力P和載荷板的長(zhǎng)寬比AR(在計(jì)算冰載荷參數(shù)Pavg、b和w時(shí)，應(yīng)取F、Q和P的最大值)。（3）首部區(qū)載荷特征參數(shù)按如下要求確定：①形狀系數(shù)fai：fai=min(fai,1,fai,2,fai,3)式中：fai,1②力Fi：Fi=fai.CFC.DUI0.64③載荷板的長(zhǎng)寬比ARi：④線載荷Qi：.MN/m6⑤壓力Pi：P=F0.22.CF2式中：i——所計(jì)算的分區(qū)；LUI——船長(zhǎng)，見1.2，m；x——首柱前緣沿冰區(qū)高位水線（UIWL）與所計(jì)算站位的距離，m；α——水線角，(o)，見圖2.2.2.2（1）；β′——肋骨法線角，(o)，見圖2.2.2.2（1）；DUI——船舶排水量，同1.2，取值不小于5kt；CFC——表2.2.2.1中的壓潰失效船級(jí)因子；CFF——表2.2.2.1中的彎曲失效船級(jí)因子；CFD——表2.2.2.1中的載荷板尺寸船級(jí)因子。2.2.2.3首部區(qū)以外的其他船體區(qū)（1）對(duì)首部區(qū)以外的其他船體區(qū)，用以確定載荷板尺寸bNonBow與wNonBow和設(shè)計(jì)壓力Pavg時(shí)所采用的力FNonBow和線載荷QNonBow，計(jì)算如下：①力FNonBow：FNonBow②線載荷QNonBow：639.CFDMN/m式中：CFC——表2.2.2.1中的壓潰失效船級(jí)因子；DF——船舶排水量因子，取值如下：DUI0.64當(dāng)DUI≤CFDIS時(shí)CFDIS0.64+0.10(DUI-CFDIS)當(dāng)DUI＞CFDIS時(shí)DUI——排水量，見1.2，取值不小于10[kt]；CFDIS——表2.2.2.1中的排水量船級(jí)因子；CFD——表2.2.2.1中的載荷板尺寸船級(jí)因子2.2.3設(shè)計(jì)載荷板2.2.3.1船舶首部區(qū)設(shè)計(jì)載荷板的寬度wBow以及高度bBow的尺寸如下：wBow=FBow/QBowmbBow=QBowPBowm式中：FBow——首部區(qū)的最大力Fi，MN；QBow——首部區(qū)的最大的線載荷Qi，MN/m；PBow——首部區(qū)的最大壓力Pi，MPa。2.2.3.2除2.2.3.1之外的其他船體區(qū)，設(shè)計(jì)載荷板的寬度wBow及高度bBow的尺寸如下：NonBow/3.6m式中：FNonBow——按2.2.2.3（1）①確定的力，MN；QNonBow——按2.2.2.3（1）②確定的線載荷，MN/m2.2.4設(shè)計(jì)載荷板范圍內(nèi)的壓力72.2.4.1設(shè)計(jì)載荷板范圍內(nèi)的平均壓力Pavg按下式確定：Pg=F/(b.w)MPa式中：F——所計(jì)算的船體區(qū)適用的FBow或FNonBow，MN；b——所計(jì)算的船體區(qū)適用的bBow或bNonBow，m；w——所計(jì)算的船體區(qū)適用的wBow或wNonBow，m。2.2.4.2載荷板上存在高壓力集中區(qū)域。通常，較小區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)局部壓力集中。因此，為計(jì)及局部結(jié)構(gòu)構(gòu)件上的壓力集中，引入表2.2.4.2中所列的峰值壓力因子。峰值壓力因子表2.2.4.2板PPFp=(1.8－s)≥1.2舷側(cè)縱骨w——冰載荷板寬，m。2.2.5船體區(qū)因子2.2.5.1與各個(gè)船體區(qū)有關(guān)的區(qū)域因子反映了該區(qū)預(yù)期承受載荷的相對(duì)大小。各個(gè)船體區(qū)因子AF見表2.2.5.1。2.2.5.2由于船舶機(jī)動(dòng)性的增強(qiáng)，對(duì)具有Z型推進(jìn)裝置(包括齒輪傳動(dòng)式和吊艙式)的船舶的船體區(qū)因子AF見表2.2.5.2。2.2.5.3如果某一結(jié)構(gòu)件越過船體區(qū)的邊界，則應(yīng)使用最大的船體區(qū)因子確定構(gòu)件的尺寸；船體區(qū)因子表2.2.5.1BMbi1l1b注1）如有數(shù)據(jù)支撐，可接受較小的船體因子，但應(yīng)不小于相應(yīng)的極地級(jí)船體區(qū)因子。船體區(qū)因子表2.2.5.28BMbi1l1b注1）如有數(shù)據(jù)支撐，可接受較小的船體因子，但應(yīng)不小于相應(yīng)的極地級(jí)船體區(qū)因子。2.3船體結(jié)構(gòu)2.3.1船體外板2.3.1.1船體外板所要求的最小厚度t：nets式中：tnet——按2.3.1.2要求的凈板厚，mm；ts——按2.3.9所得的腐蝕和磨耗增量，mm2.3.1.2抵抗冰載荷所需的外板厚度tnet，應(yīng)根據(jù)骨架的方向而定：對(duì)橫骨架式外板(Ω≥70°)，以及所有船底板，即位于BIb、Mb和Sb船體區(qū)中的外板，凈厚度為：=500s[(AF.PPFP.Pavg)/ReH]0.5/[1+s/(2b)]對(duì)縱骨架式外板(Ω≤20°)，當(dāng)b≥s時(shí)，凈厚度為：tnet=500s[(AF.PPFP.Pavg)/ReH]0.5/[1+s/(2l)]mm對(duì)縱骨架式外板(Ω≤20°)，當(dāng)b<s時(shí)，凈厚度為：tnet=500s[(AF.PPFP.Pavg)/ReH]0.5.[2b/s-(b/s)2]0.5/[1+s/(2l)]mm對(duì)斜骨架式外板(70°>Ω>20°)，應(yīng)按線性內(nèi)插取值。式中：Ω——水線的弦線與第一層次的骨材之間的最小夾角，°,見圖2.3.1.2；s——橫骨架式船舶的肋骨間距，或縱骨架式船舶的縱骨間距，m；AF——表2.2.5.1或表2.2.5.2中的船體區(qū)因子；PPFp——表2.2.4.2中的峰值壓力因子；Pavg——按2.2.4.1所得的平均壓力，MPa；ReH——材料屈服應(yīng)力，N/mm2；b——設(shè)計(jì)載荷板的高度，m，其中：計(jì)算橫骨架式板凈厚度時(shí)b取不大于(l–s/4)；l——肋骨支撐構(gòu)件的間距，m，即對(duì)于2.3.2.5，等于肋骨跨距，但其值并不因設(shè)有任何端肘板而予以減小。如設(shè)置承擔(dān)分布載荷的縱桁，則長(zhǎng)度l的取值不必大于縱桁到最遠(yuǎn)端的肋骨支撐構(gòu)件的距離。9圖2.3.1.2舷側(cè)外板肋骨系統(tǒng)角Ω2.3.2骨架的一般要求2.3.2.1破冰船的骨架應(yīng)設(shè)計(jì)為能夠抵抗2.2中所述的冰載荷。2.3.2.2“骨架構(gòu)件”系指橫向和縱向的局部骨材以及承受冰載荷的船體區(qū)（見圖2.1.1）內(nèi)的縱桁和橫向強(qiáng)框架。2.3.2.3如果骨架構(gòu)件連續(xù)通過支撐構(gòu)件，或設(shè)置連接肘板與支撐構(gòu)件部分相連，則支撐構(gòu)件處可假定為剛性固定。對(duì)于其他情況，應(yīng)假定為簡(jiǎn)單支持。對(duì)于任何中止于冰區(qū)加強(qiáng)區(qū)域的骨架，其支撐處應(yīng)保證剛性固定。2.3.2.4與其他骨架構(gòu)件相連接的骨架構(gòu)件的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，包括板材結(jié)構(gòu)，以及對(duì)骨架構(gòu)件端部在支撐構(gòu)件處連接節(jié)點(diǎn)均應(yīng)符合鋼規(guī)第2篇第1章第2節(jié)的有關(guān)要求。2.3.2.5骨架構(gòu)件的有效跨距見鋼規(guī)第2篇第1章第2節(jié)1.2.3的要求。2.3.2.6計(jì)算骨架構(gòu)件的剖面特性時(shí)，應(yīng)采用腹板、面板/折邊(如有時(shí))，以及附連帶板的凈厚度。骨架構(gòu)件的剪切面積可包括構(gòu)件在整個(gè)高度范圍內(nèi)的材料，即腹板和包括該處的面板/折邊(如有時(shí))。2.3.2.7骨材的實(shí)際凈有效剪切面積Aw按下式確定：式中：h——加強(qiáng)筋的高度，mm，見圖2.3.2.7；φw——外板與加強(qiáng)筋之間的最小角度，(°)，在加強(qiáng)筋跨距中點(diǎn)量得，見圖2.3.2.7。只要最小角不小于75°,角度φw之值可取為90°。twn——腹板凈厚度，mmwnwc其中：tw——腹板的建造厚度，mm，見圖2.3.3.7；tc——從腹板和面板/折邊的厚度中減去的腐蝕扣除量，mm，見2.3.9.3。圖2.3.2.7骨材幾何參數(shù)2.3.2.8如果附連帶板的橫剖面積超過該處骨材的橫剖面積，則橫骨架式或縱骨架式骨材的實(shí)際凈有效塑性剖面模數(shù)Zp，由下式確定：cm3式中：h、twn、tc和φw——見2.3.2.7，s見2.3.1.2；Apn——局部骨材的凈橫剖面積，cm2；tpn——連接的外板凈厚度，mm，(應(yīng)符合2.3.1.2所要求的tnet)；hw——該處骨材腹板高度，mm，見圖2.3.2.7；Afn——該處骨材面板/折邊的凈橫剖面積，cm2；hfc——該處骨材量至面板/折邊面積中心的高度，mm，見圖2.3.2.7；bw——該處骨材腹板平面的厚度中心至面板/折邊面積中心的距離，mm，見圖2.3.2.7；如果該處骨材的橫剖面積大于附連帶板面板/折邊的橫剖面積，則塑性中心軸位于距附連外板帶板之上zna的位置處，由下式給出：zna且骨材的凈有效塑性剖面模數(shù)Zp由下式給出：2.3.2.9如系斜向布置的骨架(70°>Ω>20°,其中Ω定義見2.3.1.2)，則應(yīng)采用線性內(nèi)插法。2.3.3船底結(jié)構(gòu)局部骨架和舷側(cè)結(jié)構(gòu)橫骨架式局部骨架2.3.3.1船底結(jié)構(gòu)(即船體區(qū)BIb，Mb和Sb)局部骨架和舷側(cè)結(jié)構(gòu)橫骨架式局部骨架的尺寸應(yīng)確保剪切和彎曲的組合效應(yīng)不得超出構(gòu)件的塑性強(qiáng)度。塑性強(qiáng)度由作用于跨距中心引起塑性力學(xué)崩潰的載荷幅值確定。對(duì)于底部結(jié)構(gòu)的載荷板應(yīng)設(shè)置為尺度b與骨架方向平行。2.3.3.2在2.3.2.7中所定義的骨材實(shí)際凈有效剪切面積Aw應(yīng)不小于如下At值：式中：LL——跨間載荷作用長(zhǎng)度，m，取a和b的小者；a——2.3.2.5定義的局部骨材跨距，m；b——按2.1.3.1或2.1.3.2確定的設(shè)計(jì)冰載荷板的高度，m；s——局部肋骨間距，m；AF——表2.1.5.2或表2.1.5.3中的船體區(qū)因子；PPFt——表2.1.4.2中適用的峰值壓力因子PPFt或者PPFs；Pavg——按2.2.4.1所得的載荷板范圍內(nèi)的平均壓力，MPa；ReH——材料屈服應(yīng)力，N/mm2。2.3.3.3在2.3.2.8中定義的板/加強(qiáng)筋組合的實(shí)際凈有效塑性剖面模數(shù)Zp應(yīng)不小于如下的Zpt值：式中：AF、PPFt、Pavg、LL、s、a以及ReH——見2.3.3.2；Y=1-0.5(LL/a)；A1——下式大者：Awj/2)[(1a12)0.51]}A.Y)]/(0.275+1.44k.7)j=1，對(duì)冰區(qū)加強(qiáng)區(qū)域外僅一個(gè)簡(jiǎn)支的局部骨架；=2，對(duì)無任何簡(jiǎn)支的局部骨架；wAt——2.3.3.2中給出的局部骨材的最小剪切面積，cm2；Aw——局部骨材的有效凈剪切面積(按2.3.2.7計(jì)算)，cm2；kw=1/(1+2Afn/Aw)，且Afn見2.3.2.8；kz——通常為zp/Zp；=0.0，當(dāng)骨材帶有端肘板時(shí)；zp——面板/折邊和所帶外板的各自塑性剖面模數(shù)之和，cm3；=(bftn/4+beftn/4)/1000bf——面板/折邊寬度，mm，見圖2.3.3.7；tfn——面板/折邊的凈厚度，mm，見圖2.3.3.7=tf-tc(tc見2.3.3.7)；tf——面板/折邊的建造厚度，mm，見圖2.3.3.7；tpn——外板的凈厚度，mm，(不得小于2.3.1中tnet)；bef——附連帶板外板的有效寬度，mm，取500s；Zp——局部骨材的有效凈塑性剖面模數(shù)(按2.3.2.8計(jì)算)，cm3。2.3.4舷側(cè)縱骨架式局部骨架2.3.4.1舷側(cè)縱骨架式局部骨架的尺寸應(yīng)確保剪切和彎曲的組合效應(yīng)不得超出構(gòu)件的塑性強(qiáng)度。塑性強(qiáng)度由作用于跨距中心并導(dǎo)致塑性崩潰力學(xué)特性發(fā)展的載荷大小定義。2.3.4.2在2.3.2.7中所定義的縱骨實(shí)際凈有效剪切面積Aw應(yīng)不小于如下AL值：AL2(AF.PPFs.Pavg)0.5b1.a/(0.577ReH)cm2式中：AF——表2.1.5.2或表2.1.5.3中的船體區(qū)因子；PPFs——表2.1.4.2中的峰值壓力因子；Pavg——按2.1.4所得的載荷板范圍內(nèi)的平均壓力，MPa；b1=k0b2，m；k0=1-0.3/b′b′=b/s；b——按2.1.3.1或2.1.3.2確定的設(shè)計(jì)冰載荷板的高度，m；s——縱骨間距，m；b2=b(1-0.25b′)，m，如果b′＜2=s，m，如果b′≥2a——按2.3.2.5確定的縱骨架式局部骨材的有效跨距，m；ReH——材料屈服應(yīng)力，N/mm22.3.4.3在2.3.2.8中定義的板/加強(qiáng)筋組合的實(shí)際凈有效塑性剖面模數(shù)Zp應(yīng)不小于如下ZPL值：ZpL=1003(AF.PPFS.Pavg)b1.a2式中：AF、PPFs、Pavg、b1、a和ReH——見2.3.4.2；A4=1/{2+kwl[(1-a42)0.5-1]}；a4=AL/Aw；AL——見2.3.4.2；Aw——縱骨有效凈剪切面積(按2.3.2.7計(jì)算)，cm2；kwl=1/(1+2Afn/Aw)，Afn的定義見2.3.2.8。2.3.5強(qiáng)肋骨和承受載荷的舷側(cè)縱桁2.3.5.1強(qiáng)肋骨和承受載荷的舷側(cè)縱桁應(yīng)能承受2.2中定義的冰載荷板。冰載荷板應(yīng)施加在這些構(gòu)件在剪切和彎曲的組合效應(yīng)下的承載能力最薄弱位置處。2.3.5.2直接承載的舷側(cè)縱桁，支持局部骨材的強(qiáng)肋骨，或或支持直接承載舷側(cè)縱桁的強(qiáng)肋骨，一般應(yīng)使用2.5中的合適方法確定其構(gòu)件尺寸。2.3.5.3強(qiáng)肋骨和承受載荷的舷側(cè)縱桁的尺寸應(yīng)符合2.3.6中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性要求。2.3.6骨架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性2.3.6.1為防止腹板的局部屈曲，任一構(gòu)件的腹板高度hw與腹板凈厚度twn之比應(yīng)滿足如下要對(duì)球扁鋼、T型材和角鋼：hw/twn≤式中：hw——腹板高度；twn——腹板凈厚度；ReH——材料屈服應(yīng)力，N/mm2。2.3.6.2如實(shí)際中無法滿足2.3.6.1要求的骨架構(gòu)件(如承受載荷的舷側(cè)縱桁或高腹板強(qiáng)肋骨)，應(yīng)要求對(duì)其腹板進(jìn)行有效加強(qiáng)，腹板加強(qiáng)筋的尺寸應(yīng)確保骨架構(gòu)件的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。此時(shí)，骨架構(gòu)件的最小腹板凈度厚為：mm式中：c1=hw-0.8h，mm；hw——舷側(cè)縱桁/強(qiáng)肋骨的腹板高度，mm，見圖2.3.6.2；h——穿過所計(jì)算構(gòu)件的骨材的高度(如無此骨架構(gòu)件，則選0)，mm，見圖2.3.6.2；c2——垂直于所計(jì)算構(gòu)件的支撐構(gòu)件的間距，mm，見圖2.3.6.2；ReH——材料屈服應(yīng)力，N/mm2。圖2.3.6.2腹板加強(qiáng)的參數(shù)定義2.3.6.3骨架構(gòu)件還應(yīng)滿足以下要求：twn式中：ReH——骨材處外板的屈服應(yīng)力，N/mm2；twn——腹板凈厚度，mm；tpn——骨架構(gòu)件處的外板凈厚度，mm。2.3.6.4為防止焊接型材的面板發(fā)生局部屈曲，應(yīng)滿足下列條件：(1)面板寬度bf，mm，一般應(yīng)不小于腹板凈厚度twn的5倍；(2)面板外伸部分bout，mm，應(yīng)滿足以下要求：bout/tfn≤155/(ReH)0.5式中：tfn——面板凈厚度，mm；ReH——材料屈服應(yīng)力，N/mm2。2.3.7板結(jié)構(gòu)2.3.7.1板結(jié)構(gòu)系指與船體相連且承受冰載荷作用的加筋板單元。這些要求適用于舷內(nèi)范圍的下列之中的小者：(1)毗鄰平行的強(qiáng)肋骨或縱桁的腹板高度；或(2)與板結(jié)構(gòu)相交的骨材構(gòu)件高度的2.5倍。2.3.7.2板厚及其加強(qiáng)筋的尺寸應(yīng)確保舷側(cè)骨材對(duì)端部固定程度的要求。2.3.7.3板結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性應(yīng)足以承受2.2中定義的冰載荷。2.3.8首柱2.3.8.1應(yīng)對(duì)首柱區(qū)的外板加強(qiáng)，按圖2.1.1所示首柱區(qū)域至少0.01倍船長(zhǎng)的寬度范圍內(nèi)的外板凈厚度應(yīng)不小于按2.3.1計(jì)算的凈厚度tnet的1.15倍。2.3.8.2首柱區(qū)應(yīng)設(shè)計(jì)為能承受2.2中定義的冰載荷板，使用2.5中的合適方法確定其構(gòu)件尺2.3.9腐蝕/磨耗增量和鋼板換新2.3.9.1建議對(duì)所有破冰船的船體殼板的所有外表面采取有效的保護(hù)措施，以防腐蝕以及浮冰造成的磨耗。當(dāng)冰帶區(qū)采用復(fù)合鋼板時(shí)，也可視為有效保護(hù)。2.3.9.2對(duì)于各個(gè)等級(jí)的破冰船，用以確定外板厚度時(shí)所采用的腐蝕/磨耗增量值ts，見表2.3.9.2。外板的腐蝕/磨耗增量表2.3.9.22.3.9.3極地級(jí)船舶冰區(qū)加強(qiáng)的船體區(qū)范圍內(nèi)所有的內(nèi)部結(jié)構(gòu)適用的最小腐蝕/磨耗增量值ts=1.0mm，包括毗鄰?fù)獍宓陌褰Y(jié)構(gòu)，以及加強(qiáng)筋腹板和面板/折邊。2.3.9.4如儀器測(cè)厚之值小于tnet+0.5mm，則要求對(duì)冰區(qū)加強(qiáng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行鋼板換新。2.4總縱強(qiáng)度2.4.1適用范圍2.4.1.1首部沖撞破冰是校核船體總縱強(qiáng)度的設(shè)計(jì)工況之一。2.4.1.2本小節(jié)規(guī)定的船體總縱強(qiáng)度校核要求不適用于首柱角ystem大于等于80o的船舶。2.4.1.3冰載荷應(yīng)僅與靜水載荷組合。該組合應(yīng)力應(yīng)與船長(zhǎng)范圍內(nèi)不同位置的許用彎曲和剪切應(yīng)力作比較。2.4.2首部垂向設(shè)計(jì)冰力2.4.2.1首部垂向設(shè)計(jì)冰力FIB，按下式計(jì)算：FIB=min(FIB,1,FIB,2)MN式中：FIB,1=0.534K.15[sin(ystem)]0.2(DUI.Kh)0.5CFLIB,2FIB,2FKI——凹口參數(shù)，=Kf/Kh；(a)對(duì)肥大型船首：Kf={tan(αstem)[tan(ystem)]2}0.9；CFL——表2.1.2.1中的總縱強(qiáng)度船級(jí)因子；eb——最佳描述水線面的首部形狀指數(shù)(見圖2.4.2.1(1)和圖2.4.2.1(2))=1.0，對(duì)簡(jiǎn)化的楔形船首；=0.4至0.6，對(duì)勺型船首；=0，對(duì)登陸艇船首；也可通過簡(jiǎn)單擬合大致確定某一eb值；ystem——首柱角，(°)，在冰區(qū)高位水線處，水平軸與首柱切線間量得的角度(按圖2.1.2.2（1），在中線上測(cè)得的縱剖面角)；αstem——冰區(qū)高位水線角，(°)，在首部高位冰區(qū)水線(UIWL)處量得的水線角，(見圖2.4.2.1(1))；BUI——相應(yīng)于冰區(qū)高位水線(UIWL)吃水時(shí)的型寬，m；LB——用于公式y(tǒng)=(BUI/2)(x/LB)e中的首部長(zhǎng)度，m，(見圖2.4.2.1(1)和圖2.4.2.1(2))；DUI——排水量，同2.1.2.3，取值不小于10[kt]；Awp——相應(yīng)于冰區(qū)高位水線(UIWL)吃水時(shí)的水線面積，m2；CFF——表2.1.2.1中的彎曲失效船級(jí)因子；如適用，吃水所依據(jù)的數(shù)據(jù)應(yīng)確定在與所計(jì)算的裝載工況相對(duì)應(yīng)的水線處。圖2.4.2.1(1)首部形狀定義圖2.4.2.1(2)BUI=20及LB=16時(shí)，首部形狀受到的eb作用的描述2.4.3垂向設(shè)計(jì)剪力2.4.3.1沿船體梁的垂向設(shè)計(jì)剪力FI，按下式計(jì)算：FI=CfFIBMN式中：Cf——縱向分布因子，取用如下：(a)正剪切力Cf=0.0，在位于LUI的尾端與距尾端0.6LUI處之間；Cf=1.0，在位于距尾0.9LUI處與LUI的前端之間；(b)負(fù)剪切力Cf=0.0，在位于LUI的尾端處；Cf=-0.5，在位于0.2LUI與距尾0.6LUI處之間；Cf=0.0，在位于距尾0.8LUI處與LUI的前端之間；中間之值應(yīng)通過線性內(nèi)插求得。2.4.3.2對(duì)施加的垂向剪切應(yīng)力τa，應(yīng)以垂向設(shè)計(jì)冰剪切力替代垂向設(shè)計(jì)波浪剪力，并采用與鋼規(guī)第2篇第2章第2節(jié)2.2.6的相似方法沿船體梁進(jìn)行計(jì)算。2.4.4垂向設(shè)計(jì)冰作用彎矩2.4.4.1沿船體梁的垂向設(shè)計(jì)冰作用彎矩MI，按下式計(jì)算：式中：LUI——船長(zhǎng)，同1.2.1，m；γstem——見2.4.2.1；FIB——船首垂向設(shè)計(jì)冰壓力，MN；Cm——垂向設(shè)計(jì)冰彎矩的縱向分布因子，取為如下：Cm=0.0，在位于LUI的尾端；Cm=1.0，在位于0.5LUI與距尾0.7LUI之間；Cm=0.3，在位于距尾0.95LUI處；Cm=0.0，在位于LUI的前端。中間之值應(yīng)通過線性內(nèi)插求得。2.4.4.2對(duì)施加的垂向彎曲應(yīng)力σa，應(yīng)以垂向設(shè)計(jì)冰作用彎矩替代垂向設(shè)計(jì)波浪彎矩，并采用與鋼規(guī)第2篇第2章第2節(jié)2.2.5的相似方法沿船體梁進(jìn)行計(jì)算。船舶的靜水彎矩應(yīng)取中垂?fàn)顟B(tài)下許用靜水彎矩。2.4.5總縱強(qiáng)度衡準(zhǔn)2.4.5.1應(yīng)滿足表2.4.5.1中的強(qiáng)度衡準(zhǔn)。設(shè)計(jì)應(yīng)力應(yīng)不超過許用應(yīng)力：總縱強(qiáng)度衡準(zhǔn)表2.4.5.1ReH/σu≤0.7ReH/σu＞0.7σaηReH0.41η(σu+ReH)τaηReH/(3)0.50.41η(σu+ReH)/(3)0.5σaτaτcReH——材料屈服應(yīng)力，N/mm2；σu——材料極限抗拉強(qiáng)度，N/mm2；σc——根據(jù)鋼規(guī)第2篇第2章第2節(jié)2.2.7求得的受壓臨界屈曲η——0.6。2.5直接計(jì)算2.5.1一般要求2.5.1.1直接計(jì)算不應(yīng)作為本節(jié)2.3.1，2.3.3和2.3.4船體外板和局部骨材要求所規(guī)定的分析計(jì)算流程的替代方法。2.5.1.2直接計(jì)算用于校核承受載荷的舷側(cè)縱桁和構(gòu)成結(jié)構(gòu)骨架系統(tǒng)的強(qiáng)肋骨。2.5.1.3如直接計(jì)算用于校核結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的強(qiáng)度，則應(yīng)采用2.2規(guī)定的載荷板，且無需與其他載荷進(jìn)行組合。載荷板應(yīng)設(shè)置在彎曲和剪切聯(lián)合作用下構(gòu)件承載能力最弱的部位。應(yīng)特別關(guān)注減輕孔、開孔、貫穿件附件的剪切強(qiáng)度。2.5.1.4可基于線性或非線性方法進(jìn)行強(qiáng)肋骨和舷側(cè)縱桁的強(qiáng)度校核。2.5.1.5和2.5.1.6給出了指導(dǎo)要求，詳細(xì)要求可見CCS《冰載荷作用下結(jié)構(gòu)強(qiáng)度直接計(jì)算指南》。2.5.1.5如采用線性方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)評(píng)估，應(yīng)考慮如下：（1）在壓縮和剪切作用下的腹板和面板應(yīng)滿足CCS的屈曲強(qiáng)度衡準(zhǔn)要求；（2）腹板的名義剪切應(yīng)力應(yīng)不大于ReH3；（3）面板的名義VonMises應(yīng)力應(yīng)不大于1.15ReH。2.5.1.6如采用非線性方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)評(píng)估，應(yīng)考慮如下：（1）分析方法應(yīng)能可靠地模擬結(jié)構(gòu)的屈曲和塑性變形；（2）接受的衡準(zhǔn)應(yīng)確保足夠的裕度以防止斷裂和屈曲與屈服為主導(dǎo)致的剛度明顯損失；（3）校核構(gòu)件的永久側(cè)向變形和出平面變形與相關(guān)的結(jié)構(gòu)尺度相比應(yīng)為較小值；（4）詳細(xì)的接受衡準(zhǔn)應(yīng)經(jīng)CCS特殊考慮。2.5.2甲板設(shè)備支撐結(jié)構(gòu)2.5.2.1甲板設(shè)備支撐結(jié)構(gòu)校核時(shí)還應(yīng)考慮慣性載荷，見第4節(jié)4.7中的加速度計(jì)算方法。2.6局部細(xì)節(jié)2.6.1一般要求2.6.1.1局部設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)應(yīng)適當(dāng)設(shè)計(jì)，以將冰的誘導(dǎo)載荷（彎矩和剪切力）傳遞到支撐結(jié)構(gòu)上。2.6.1.2承載構(gòu)件在切口處應(yīng)保持穩(wěn)定性。如必要，應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)加強(qiáng)。2.7附體2.7.1一般要求2.7.1.1所有的船體附體應(yīng)能承受與其連接的船體結(jié)構(gòu)或其所處船體區(qū)域內(nèi)的作用力。2.7.1.2載荷定義及響應(yīng)衡準(zhǔn)應(yīng)視具體情況予以確定。2.8材料與焊接2.8.1材料2.8.1.1船體結(jié)構(gòu)的板材鋼級(jí)應(yīng)基于建造完工厚度、破冰船等級(jí)和按2.8.1.2的構(gòu)件材料級(jí)別不低于表2.8.1.4。破冰船結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材料級(jí)別表2.8.1.1所有露天和暴露于海水中的次要構(gòu)件和主要構(gòu)件(見鋼規(guī)第2篇表1.3.2.2(1)定義)，船中0.4LUI以外的結(jié)構(gòu)I件II所有露天和暴露于海水中的特殊類(定義見鋼規(guī)第2篇第2篇表1.3.2.2(1))，位于FP0.2LUI范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件2.8.1.2在鋼規(guī)第2篇第1章第3節(jié)表1.3.2.2(1)中規(guī)定的材料級(jí)別應(yīng)適用于破冰船而與船舶長(zhǎng)度無關(guān)。此外，破冰船的露天和暴露于海水中的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材料級(jí)別，以及連接于露天和暴露于海水中的外板上的構(gòu)件由表2.8.1.1給出。如果表2.8.1.1中的材料級(jí)別與鋼規(guī)第2篇第1章第3節(jié)表1.3.2.2(1)不一致，則應(yīng)取兩者之中的較高材料級(jí)別。2.8.1.3船體結(jié)構(gòu)的所有板材及其附連骨架，以及低位水線向下0.3m以下處設(shè)置的船體附屬部分的鋼級(jí)，見圖2.8.1.3，應(yīng)基于上述表2.8.1.1中的船體結(jié)構(gòu)的材料級(jí)別，從鋼規(guī)第2篇第1章第3節(jié)表1.3.2.2(6)和表1.3.2.2(7)中得到。圖2.8.1.3浸沒外板和露天外板的鋼材等級(jí)要求2.8.1.4船體結(jié)構(gòu)的所有露天板材，以及冰區(qū)低位水線向下0.3m以上處設(shè)置的船體附屬部分(見圖2.8.1.3)的鋼級(jí)，見圖2.8.1.3，取不低于表2.8.1.4。露天板材的鋼材等級(jí)表2.8.1.4BBEBDEDDEDDEDEEDEEDEFEEFEEF2.8.1.5經(jīng)CCS特別同意，可以使用厚度超過50mm的船體結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度鋼，鋼級(jí)應(yīng)不低于按表2.8.1.4中50mm板厚的要求。2.8.1.6如選擇帶有ARC-M(X)后綴的極地船用高強(qiáng)度鋼，應(yīng)符合《極地船舶指南》附錄8帶有ARC-M(X)后綴的極地船用高強(qiáng)度鋼的規(guī)定，鋼級(jí)按表2.8.1.4確定。如果選擇規(guī)定最小屈服強(qiáng)度≥420MPa的帶有ARC-M(X)后綴的超高強(qiáng)度鋼，應(yīng)在《極地船舶指南》附錄8的基礎(chǔ)上，CTOD值滿足表2.8.1.6(1)、表2.8.1.6(2)、表2.8.1.6(3)的要求。鋼材認(rèn)可的無塑性轉(zhuǎn)變溫度NDTT(℃)表2.8.1.6(1)ARC-M(-30)ARC-M(-40)ARC-M(-60)鋼材認(rèn)可的母材CTOD試驗(yàn)平均值的最小指標(biāo)表2.8.1.6(2)厚度t(㎜)H420H460H500H550H620H6900.100.150.150.150.200.200.150.200.200.200.200.250,200.200.200.250.250.300,200.250.250.250.250.300.250.300.300.300.300.35鋼材認(rèn)可的焊接接頭CTOD試驗(yàn)平均值的最小指標(biāo)表2.8.1.6(3)0.100.100.150.150.150.200.150.150.150.150.200.200.150.150.150.150200.200.150.150.150.200.200.250.200.200.200.250.250.302.8.2鑄鋼件2.8.2.1鑄鋼件應(yīng)滿足CCS《材料與焊接規(guī)范》第1篇第6章的要求，并具有適應(yīng)于擬營運(yùn)環(huán)境溫度的特殊性能。2.8.3鍛鋼件2.8.3.1鍛鋼件應(yīng)滿足CCS《材料與焊接規(guī)范》第1篇第5章的要求，其中沖擊試驗(yàn)溫度應(yīng)為設(shè)計(jì)服務(wù)溫度。2.8.4復(fù)合鋼板2.8.4.1當(dāng)為減少對(duì)冰帶區(qū)外板的維護(hù)而采用不銹鋼復(fù)合鋼板時(shí)，應(yīng)滿足2.8.4.2~2.8.4.6要求。2.8.4.2不銹鋼復(fù)合板應(yīng)符合CCS《材料與焊接規(guī)范》第1篇第3章第9節(jié)的有關(guān)規(guī)定。2.8.4.3基體材料應(yīng)符合表2.8.1.4的要求。如基體材料選擇帶有ARC-M(X)后綴的極地船用高強(qiáng)度鋼，應(yīng)符合CCS《極地船舶指南》附錄8帶有ARC-M(X)后綴的極地船用高強(qiáng)度鋼的規(guī)定?；w材料的厚度應(yīng)大于10mm。2.8.4.4當(dāng)不銹鋼復(fù)合板用于外板時(shí)，覆層金屬應(yīng)考慮其耐海水腐蝕性能。覆層材料厚度應(yīng)不小于2mm。2.8.4.5使用不銹鋼復(fù)合板時(shí)，應(yīng)配備合適的陰極保護(hù)?？紤]到極地環(huán)境的低溫、低鹽等特點(diǎn)，通常需要提高外加電流的保護(hù)電位，或者配置更多的犧牲陽極。外加電流的電壓提高應(yīng)不至于過度保護(hù)。犧牲陽極布置應(yīng)考慮可能的冰沖擊損傷。2.8.4.6局部使用不銹鋼復(fù)合板時(shí)，應(yīng)采取有效防腐蝕措施防止不銹鋼復(fù)合板與其他材料連接區(qū)域的電偶腐蝕。2.8.5焊接2.8.5.1冰區(qū)加強(qiáng)區(qū)域內(nèi)的角焊縫應(yīng)采用雙面連續(xù)焊。對(duì)于受空間限制無法雙面連續(xù)焊的位置，經(jīng)CCS同意，可以采用其他焊接方式。2.8.5.2在所有的結(jié)構(gòu)連接處應(yīng)確保其強(qiáng)度的連續(xù)性。2.8.5.3如果選擇規(guī)定最小屈服強(qiáng)度≥420MPa的帶有ARC-M(X)后綴的超高強(qiáng)度鋼，焊接工藝應(yīng)在《極地船舶指南》附錄8的基礎(chǔ)上，滿足表2.8.5.3的要求。焊接工藝CTOD試驗(yàn)平均值的最小指標(biāo)表2.8.5.33.1一般要求3.1.1申請(qǐng)Icebreaker*附加標(biāo)志的船舶，其推進(jìn)機(jī)械應(yīng)能持續(xù)輸出足夠的功率，以便在設(shè)計(jì)冰況下仍有足夠的機(jī)動(dòng)性。3.1.2船舶的破冰能力，應(yīng)通過冰池船模試驗(yàn)或?qū)嵈鶇^(qū)航行試驗(yàn)予以驗(yàn)證。如能提供有效證明，也可以接受采用數(shù)值計(jì)算方法或經(jīng)驗(yàn)公式方法予以驗(yàn)證。3.1.3在設(shè)計(jì)的早期階段或冰池船模試驗(yàn)條件尚不具備時(shí)，可采用3.2中的計(jì)算方法予以預(yù)估。3.2推進(jìn)功率要求3.2.1船舶安裝所需的推進(jìn)功率應(yīng)大于按3.2.2中計(jì)算的船舶破冰功率。3.2.2船舶所需的破冰功率N1應(yīng)不小于按下式計(jì)算所得之值：N1式中：B——冰區(qū)高位水線處的最大船寬，m；L——冰區(qū)高位水線處的船舶水線長(zhǎng)，m；f1——系數(shù)，應(yīng)按下式計(jì)算，且計(jì)算時(shí)取值應(yīng)不小于1.0：其中：Δ——吃水在冰區(qū)高位水線時(shí)的船舶排水量，t；f2——系數(shù)，設(shè)可調(diào)螺距螺旋槳或采用電力推進(jìn)時(shí)，f2取值0.9；設(shè)固定螺距螺旋槳時(shí)，f2取值1.0；f3——系數(shù)，當(dāng)首柱與水線間夾角≤45°時(shí)，f3取值0.9；當(dāng)首柱與水線間夾角>45°時(shí)，f3取值1.0；f4——系數(shù)，單槳時(shí)，f4取值0.88；雙槳時(shí)，f4取值0.99；三槳時(shí)，f4取值1.06；h0——層冰厚度，m，建議的最小破冰厚度見表3.2.1；v——破冰冰層為h0厚時(shí)的船速，kn，其值應(yīng)取不小于2kn；Sc——冰上覆蓋的積雪厚度，m，取值應(yīng)不小于0.3m；各冰級(jí)的最小破冰厚度表3.2.1Icebreaker*4.1一般要求4.1.1本節(jié)規(guī)定適用于對(duì)船舶和船員安全至關(guān)重要的主推進(jìn)、舵機(jī)、應(yīng)急和必需的輔助系統(tǒng)。4.1.2易受冰凍破壞的系統(tǒng)，應(yīng)設(shè)有泄放裝置。4.1.3破冰船應(yīng)設(shè)有裝置，以確保在包括調(diào)距機(jī)構(gòu)在內(nèi)的螺旋槳損壞情況下，船舶仍能充分操控。充分操控系指船舶應(yīng)有能力到達(dá)可以進(jìn)行維修的安全港或安全場(chǎng)所，可通過海上臨時(shí)修理或拖航援助（如能獲得）予以實(shí)現(xiàn)。4.1.4應(yīng)具有通過反轉(zhuǎn)使卡住的螺旋槳脫困的措施。本要求同樣適用于單一轉(zhuǎn)向的推進(jìn)裝置。4.1.5螺旋槳應(yīng)全浸沒于船舶的冰區(qū)低位水線（LIWL）。4.2材料4.2.1鑄鐵材料4.2.1.1一般應(yīng)采用認(rèn)可的韌性材料。鐵素體球墨鑄鐵可用于除螺栓外的其他部件。對(duì)于球墨鑄鐵，試驗(yàn)溫度下沖擊功平均值不小于10J，即可視作達(dá)到與下列材料的夏比V型缺口沖擊試驗(yàn)的同等要求。4.2.2暴露于海水的材料4.2.2.1暴露于海水的材料，如螺旋槳槳葉、槳轂和推進(jìn)器本體的材料，其延伸率應(yīng)不小于15％，試樣按CCS《材料與焊接規(guī)范》相關(guān)要求選取。應(yīng)對(duì)青銅和奧氏體不銹鋼以外的材料進(jìn)行夏比V型缺口沖擊試驗(yàn)。在-10℃時(shí)，3次夏比V型缺口沖擊試驗(yàn)得出的沖擊功平均值應(yīng)不小于20J。除此之外，還應(yīng)滿足CCS《材料與焊接規(guī)范》有關(guān)冰級(jí)船舶應(yīng)用鑄鍛件材料的沖擊試驗(yàn)要求。4.2.3暴露于海水溫度下的材料4.2.3.1應(yīng)對(duì)青銅和奧氏體不銹鋼以外的材料進(jìn)行夏比V型缺口沖擊試驗(yàn)。在-10℃時(shí)，3次夏比V型缺口沖擊試驗(yàn)得出的沖擊功平均值應(yīng)不小于20J。除此之外，還應(yīng)滿足CCS《材料與焊接規(guī)范》有關(guān)冰級(jí)船舶應(yīng)用鍛件材料的沖擊試驗(yàn)要求。上述要求適用但不僅限于葉片螺栓、調(diào)距機(jī)構(gòu)、軸螺栓、螺旋槳軸、吊艙體支柱連接螺栓等。但不適用于表面硬化處理過的部件，如軸承和輪齒；也不適用于海水冷卻管系，包括熱交換器、管子、閥門和附件等。對(duì)于暴露在海水溫度下的結(jié)構(gòu)邊界的定義，見第2節(jié)圖2.8.1.3。4.2.4暴露于低氣溫下的材料暴露于低氣溫下的機(jī)械及其基座的材料應(yīng)為鋼質(zhì)或其他認(rèn)可的韌性材料。應(yīng)對(duì)青銅和奧氏體不銹鋼以外的材料進(jìn)行夏比V型缺口沖擊試驗(yàn)。在最低設(shè)計(jì)溫度以下10℃時(shí)，3次夏比V型缺口沖擊試驗(yàn)得出的沖擊功平均值應(yīng)不小于20J。上述要求不適用于表面硬化處理過的部件，如軸承和輪齒。對(duì)于暴露在空氣溫度下的結(jié)構(gòu)邊界的定義，見第2節(jié)圖2.8.1.3。4.3主要參數(shù)和載荷定義4.3.1本節(jié)采用的主要參數(shù)符號(hào)、名稱及其單位如下：c——葉剖面弦長(zhǎng)，m；c0.7——0.7R處的葉剖面弦長(zhǎng)，m；cLE0.8——0.8R處葉剖面弦長(zhǎng)的導(dǎo)邊部分，m；cTE0.8——0.8R處葉剖面弦長(zhǎng)的隨邊部分，m；D——螺旋槳直徑，m；d——螺旋槳平面處的槳轂外徑，m；Dpin——剪切銷的直徑，m；Dlimit——螺旋槳直徑的邊界值，m；EAR——盤面比；Fb——船舶營運(yùn)壽命期內(nèi)葉片最大向后受力（取負(fù)值），kN；Fex——塑性彎曲致使葉片損失而引起的極限載荷，簡(jiǎn)稱葉片失效載荷，kN；Ff——船舶營運(yùn)壽命期內(nèi)葉片最大向前受力（取正值），kN；Fice——冰載荷，kN；(Fice)max——船舶營運(yùn)壽命期內(nèi)最大冰載荷，kN；h0——自LIWL量起的螺旋槳中心線的深度，m；Hice——設(shè)計(jì)冰厚，用于定義螺旋槳載荷的冰塊尺寸，m；I——計(jì)及發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)所有部件的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，kgm2；It——整個(gè)推進(jìn)系統(tǒng)的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，kgm2；LIWL——冰區(qū)低位水線，m；m——對(duì)數(shù)S-N曲線的斜率；MBL——葉片彎矩，kNm；n——螺旋槳轉(zhuǎn)速，r/s；nn——以最大持續(xù)功率自由運(yùn)轉(zhuǎn)（無冰塊）時(shí)的螺旋槳標(biāo)定轉(zhuǎn)速，r/s；N——冰載荷循環(huán)次數(shù)；Nclass——螺旋槳各葉片每轉(zhuǎn)一圈遭受冰塊的參考沖擊數(shù)；Nice——船舶營運(yùn)壽命期內(nèi)螺旋槳葉片受到的冰載荷總次數(shù)；NR——等效疲勞應(yīng)力下的載荷參考次數(shù)（108循環(huán)次）；NQ——每個(gè)沖擊循環(huán)過程中的螺旋槳轉(zhuǎn)數(shù)；P0.7——螺旋槳0.7R處的螺距，m；P0.7n——最大持續(xù)功率自由運(yùn)轉(zhuǎn)（無冰塊）時(shí)螺旋槳0.7R處的螺距，m；P0.7b——系柱工況最大持續(xù)功率運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)螺旋槳0.7R處的螺距，m；PCD——螺栓節(jié)圓直徑，m；Q(φ)——扭矩，kNm；QAmax——作為模擬計(jì)算結(jié)果的最大響應(yīng)扭矩幅值，kNm；Qemax——發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩，kNm；QF(φ)——用于頻域計(jì)算的冰塊激勵(lì)扭矩，kNm；Qfr——調(diào)距機(jī)構(gòu)中的摩擦扭矩，轉(zhuǎn)葉扭矩減額，kNm；Qmax——螺旋槳與冰相互作用在螺旋槳上產(chǎn)生的最大扭矩，kNm；Qmotor——電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，kNm；Qn——最大持續(xù)功率自由運(yùn)轉(zhuǎn)（無冰塊）時(shí)的標(biāo)定扭矩，kNm；Qr(t)——作用于螺旋槳軸系上的響應(yīng)扭矩，kNm；Qpeak——響應(yīng)扭矩Qr(t)的最大值，kNm；Qsmax——船舶營運(yùn)壽命期內(nèi)的最大轉(zhuǎn)葉扭矩，kNm；Qsex——對(duì)應(yīng)于葉片失效載荷Fex的轉(zhuǎn)葉極限扭矩，kNm；Qvib——慮及部件的振動(dòng)扭矩，取自敞水條件下的頻域扭振計(jì)算，kNm；r——葉剖面半徑，m；R——螺旋槳半徑，m；Rp0.2——部件選用材料的屈服強(qiáng)度（塑性應(yīng)變?yōu)?.2%時(shí)MPa，按CCS《材料與焊接規(guī)范》選?。籖m——葉片材料的抗拉強(qiáng)度，MPa，按CCS《材料與焊接規(guī)范》選?。籗——安全系數(shù)；Sfat——疲勞安全系數(shù)；Sice——確定葉片冰塊作用力的冰強(qiáng)度系數(shù)；T——系柱條件下的螺旋槳水動(dòng)推力，kN；Tb——船舶營運(yùn)壽命期內(nèi)最大向后螺旋槳冰塊推力，kN；Tf——船舶營運(yùn)壽命期內(nèi)最大向前螺旋槳冰塊推力，kN；Tn——最大額定功率自由運(yùn)轉(zhuǎn)（無冰塊）時(shí)的螺旋槳推力，kN；Tr——作用于軸系上的最大響應(yīng)推力，kN；Tkmax——彈性聯(lián)軸器能承受的最大扭矩，kNm；Tkmax2——一次載荷循環(huán)下的Tkmax，kNm；Tkmax1——5×104次載荷循環(huán)下的Tkmax，kNm；Tkv——106次載荷循環(huán)下的振動(dòng)扭矩幅值，kNm；kmax——5×104次載荷循環(huán)下的Tkmax的最大變化值，kNm；t——葉剖面最大厚度，m；Z——槳葉數(shù)；zpin——剪切銷數(shù)量；αi——以旋轉(zhuǎn)角度計(jì)的螺旋槳葉片與冰相互作用的持續(xù)時(shí)間，°;α1——螺旋槳冰塊扭矩葉片次激勵(lì)分量的相位角，°;α2——螺旋槳冰塊扭矩倍葉片次激勵(lì)分量的相位角，°;γε——疲勞折減系數(shù)（分布和試樣尺寸影響）；γv——疲勞折減系數(shù)（不同幅值載荷影響）；γm——疲勞折減系數(shù)（平均應(yīng)力影響）；ρ——疲勞折減系數(shù)，將最大應(yīng)力幅值與108應(yīng)力循環(huán)次的等效疲勞應(yīng)力相關(guān)聯(lián)；σexp——海水中應(yīng)力循環(huán)次數(shù)達(dá)到108后即失效所對(duì)應(yīng)的葉片材料平均疲勞強(qiáng)度，MPa；σfat——108應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的冰載荷等效疲勞應(yīng)力幅值，MPa；σfl——葉片材料的典型疲勞強(qiáng)度，MPa；σref1——參考應(yīng)力σref1=0.6.Rp0.2+0.4.Rm，MPa；σref2——參考應(yīng)力，σref2=0.7.Rm或σref2=0.6.Rp0.2+0.4.Rm，取較小者，MPa；σst——由Fb或Ff引起的最大應(yīng)力，MPa；(σice)bmax——最大向后螺旋槳冰載荷引起的主應(yīng)力，MPa；(σice)fmax——最大向前螺旋槳冰載荷引起的主應(yīng)力，MPa；(σice)Amax——慮及槳葉位置處的最大冰載荷應(yīng)力幅值，MPa；σmean——平均應(yīng)力，MPa；(σice)A(N)——槳葉應(yīng)力幅值分布，MPa。4.3.2本節(jié)所用載荷的定義和使用說明見表4.3.2：載荷定義和使用說明表4.3.2Fb由螺旋槳和冰相互作用，包括作用于葉片的水動(dòng)力載荷，引起的螺旋槳葉片壽命期內(nèi)的最大向后受Ff由螺旋槳和冰相互作用，包括作用于葉片的水動(dòng)力載荷，引起的螺旋槳葉片壽命期內(nèi)的最大向前受Qsmax由螺旋槳和冰相互作用，包括作用于葉片的水動(dòng)力載荷，引起的螺旋槳葉片壽命期內(nèi)的最大轉(zhuǎn)葉扭形式為在導(dǎo)邊或尖稍區(qū)域上分布的壓Tb由螺旋槳和冰相互作用引起的對(duì)螺旋槳（所有葉片）壽命期內(nèi)的最大推力。推力方向?yàn)槁菪龢獦STf由于螺旋槳和冰相互作用引起的對(duì)螺旋槳（所有葉片）壽命期內(nèi)最大推力。推力方向?yàn)槁菪龢獦SQmax由螺旋槳和冰相互作用，包括作用于葉片的水動(dòng)用于估算推進(jìn)軸系上的響應(yīng)扭矩(Qr)Fex塑性彎曲導(dǎo)致葉片損失的極限葉片載荷。該力可導(dǎo)致葉片完全失效，即在根部區(qū)域產(chǎn)生了塑性彎曲用于確保調(diào)距機(jī)構(gòu)的金字塔強(qiáng)度原螺旋槳軸系上的最大響應(yīng)扭矩，計(jì)及軸系對(duì)于冰塊激勵(lì)（扭轉(zhuǎn)振動(dòng)）的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和螺旋槳受到的平Tr軸系上的最大響應(yīng)推力，計(jì)及軸系對(duì)于冰塊激勵(lì)力。FbFb圖4.3.2葉片向后受力方向示意圖4.4冰作用載荷4.4.1螺旋槳和冰相互作用本規(guī)定適用于位于船尾的具有可調(diào)螺距或固定螺距的開式螺旋槳和導(dǎo)管螺旋槳。船首螺旋槳的冰載荷應(yīng)予以特別考慮。下述給定載荷為船舶整個(gè)營運(yùn)壽命期內(nèi)正常操作工況下預(yù)期的單次作用最大值，并包括螺旋槳反轉(zhuǎn)后的載荷（如適用）。這些載荷不涉及設(shè)計(jì)范圍之外的操作工況，例如一個(gè)停止旋轉(zhuǎn)的螺旋槳被拖過冰層的工況。僅就螺旋槳和冰相互作用產(chǎn)生的載荷，本規(guī)定也適用于具有齒輪傳動(dòng)或一個(gè)集成電動(dòng)機(jī)的定向和全向推進(jìn)器(包括齒輪傳動(dòng)式和吊艙式)。但載荷模型不包含冰從側(cè)向（徑向）進(jìn)入已轉(zhuǎn)向的全向推進(jìn)器的螺旋槳而產(chǎn)生的冰載荷，也不包含冰塊沖擊牽引式螺旋槳槳轂引起的載荷工況。對(duì)冰沖擊推進(jìn)器本體產(chǎn)生的冰載荷本節(jié)無具體規(guī)定，但應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行估算。除另有說明外，4.4中給出的載荷是包含冰載荷和水動(dòng)力載荷在內(nèi)的總載荷，應(yīng)單獨(dú)應(yīng)用(除非另有說明)，且僅擬用于部件強(qiáng)度計(jì)算。Fb為螺旋槳在船舶營運(yùn)壽命期內(nèi)正轉(zhuǎn)碾磨冰塊期間所經(jīng)歷的槳葉受到向后彎曲的最大Ff為螺旋槳在船舶營運(yùn)壽命期內(nèi)正轉(zhuǎn)碾磨冰塊期間所經(jīng)歷的槳葉受到向前彎曲的最大4.4.2冰級(jí)系數(shù)考慮的設(shè)計(jì)冰塊尺寸為Hice×2Hice×3Hice。表4.4.2列出了各冰級(jí)用于估算螺旋槳冰載荷的設(shè)計(jì)冰厚Hice和冰的強(qiáng)度系數(shù)Sice。設(shè)計(jì)冰厚和冰強(qiáng)度系數(shù)表4.4.2Icebreaker*Hice[m]Sice[-]4.4.3開式螺旋槳的設(shè)計(jì)冰載荷(1)葉片最大向后受力Fb當(dāng)D＜Dlimit時(shí)：當(dāng)D≥Dlimit時(shí)，C1——系數(shù)，對(duì)于破冰船附加標(biāo)志的船舶，取1.1。Sice和Hice按表4.4.2選??；n——對(duì)調(diào)距槳，即為最大持續(xù)功率無冰塊自由運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的標(biāo)定轉(zhuǎn)速；對(duì)定距槳，即為最大持續(xù)功率無冰塊自由運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的標(biāo)定轉(zhuǎn)速的85%；與原動(dòng)機(jī)的形式無關(guān)；r/s。(2)葉片最大向前受力Ff當(dāng)D＜Dlimit時(shí)：當(dāng)D≥Dlimit時(shí)，Hice按表4.4.2選?。?3)載荷工況表4.4.3(3)中的載荷工況1~4適用于調(diào)距槳和定距槳，載荷工況5適用于可反轉(zhuǎn)的螺旋槳。開式螺旋槳載荷工況表4.4.3(3)力Fb在葉片吸力面上，對(duì)從0.6R到葉梢并從導(dǎo)邊延伸0.2倍弦長(zhǎng)的區(qū)域，均勻施加的壓力力以外的螺旋槳的葉梢區(qū)域，均Ff在葉片壓力面上，對(duì)從0.6R到葉梢并從導(dǎo)邊延伸0.2倍弦長(zhǎng)的區(qū)域，均勻施加的壓力50%Ff以外的螺旋槳的葉梢區(qū)域，均在葉片壓力面上，對(duì)從0.6R到葉梢并從隨邊延伸0.2倍弦長(zhǎng)的區(qū)域，均勻施加的壓力4.4.4導(dǎo)管螺旋槳的設(shè)計(jì)冰載荷(1)葉片最大向后受力Fb當(dāng)D＜Dlimit時(shí)，當(dāng)D≥Dlimit時(shí)，式中：Dlimit=4Hice，m；C1——系數(shù)，對(duì)于破冰船附加標(biāo)志的船舶，取1.1Sice和Hice按表4.4.2選??；n同4.4.3(1)。(2)葉片最大向前受力Ff當(dāng)D＜Dlimit時(shí)，當(dāng)D≥Dlimit時(shí)，Hice按表4.4.2選??；(3)載荷工況表4.4.4(3)中的載荷工況1和3適用于所有螺旋槳，載荷工況5適用于可反轉(zhuǎn)的螺旋槳。導(dǎo)管螺旋槳載荷工況表4.4.4(3)力Fb在葉片吸力面上，對(duì)從0.6R到葉梢并從導(dǎo)邊延伸0.2倍弦長(zhǎng)的區(qū)域，均勻施加的壓力Ff在葉片壓力面上，對(duì)從0.6R到葉梢并從導(dǎo)邊延伸0.5倍弦長(zhǎng)的區(qū)域，均勻施加的壓力在葉片壓力面上，對(duì)從0.6R到葉梢并從隨邊延伸0.2倍弦長(zhǎng)的區(qū)域，均勻施加的壓力4.4.5開式螺旋槳和導(dǎo)管螺旋槳通用的設(shè)計(jì)冰載荷(1)用于設(shè)計(jì)調(diào)距機(jī)構(gòu)的最大轉(zhuǎn)葉扭矩Qsmax應(yīng)針對(duì)表4.4.3(3)和表4.4.4(3)中所述載荷工況下的Fb和Ff，計(jì)算繞葉片軸作用的轉(zhuǎn)葉扭矩Qsmax。如果這些轉(zhuǎn)葉扭矩值小于下式計(jì)算的值，則應(yīng)選用該值作為最小值。0.7kNm式中：F取Fb和Ff中絕對(duì)值較大者。葉片失效時(shí)的極限轉(zhuǎn)葉扭矩Qsex的確定見4.4.6。(2)葉片載荷的分布圖4.4.5(2)給出的Weibull分布（下式表示Fice超越(Fice)max的概率）用于葉片的疲勞設(shè)計(jì)。式中：k——圖譜的形狀參數(shù)，對(duì)于開式螺旋槳，取k=0.75，對(duì)于導(dǎo)管螺旋槳，取k=1.0；Nice——為圖譜中的載荷循環(huán)次數(shù)，見4.4.5(3)；Fice——為葉片冰載荷的隨機(jī)變量，0≤Fice≤(Fice)max。導(dǎo)致的葉片應(yīng)力幅值分布為：圖4.4.5(2)用于疲勞設(shè)計(jì)的Weibull分布(超越概率)(3)冰載荷循環(huán)次數(shù)：應(yīng)按下式確定載荷圖譜中每個(gè)槳葉的載荷循環(huán)次數(shù)：Nice=k1k2Nclassn式中：Nclass——對(duì)應(yīng)于各冰級(jí)的參考沖擊數(shù)，按表4.4.5(3)選?。籯1——螺旋槳位置系數(shù)，位于中心線上的螺旋槳取1，位于兩翼的螺旋槳取2，牽引式螺旋槳無論其位于中心線還是兩翼，都取3；k2——浸沒系數(shù)，由下式確定：當(dāng)f<0時(shí)，k2=0.8-f；當(dāng)0≤f≤1時(shí)，k2=0.8-0.4f；當(dāng)1<f≤2.5時(shí)，k2=0.6-0.2f；當(dāng)f>2.5時(shí)，k2=0.1；式中：-1，其中h0缺省時(shí)可取為D/2。具有破冰船附加標(biāo)志的船舶，上述載荷循環(huán)次數(shù)Nice應(yīng)乘以系數(shù)3。對(duì)于承受螺旋槳所有葉片與冰相互作用產(chǎn)生的載荷的部件，上述載荷循環(huán)次數(shù)(Nice)還應(yīng)乘以槳葉數(shù)(Z)。各冰級(jí)的參考沖擊數(shù)表4.4.5(3)Nclass4.4.6開式螺旋槳和導(dǎo)管螺旋槳通用的葉片失效載荷(1)彎曲力Fex葉片失效載荷是由塑性彎曲導(dǎo)致葉片失效的最小載荷。該力為0.8R處作用于葉片最弱方向的極限載荷，應(yīng)采用下列公式從葉根至0.5R范圍內(nèi)迭代計(jì)算。kN式中：c、t和r分別為葉根圓角以外最弱截面處的葉片柱型截面的實(shí)際弦長(zhǎng)、厚度和半徑，典型位置是在圓角與葉片輪廓的端接處。作為替代，也可通過反映實(shí)際葉片非線性塑性材料特性的適當(dāng)應(yīng)力分析來計(jì)算失效載荷。當(dāng)葉稍彎曲超過螺旋槳直徑的10%時(shí)，即可視作葉片失效。(2)極限轉(zhuǎn)葉扭矩Qsex應(yīng)根據(jù)作用在0.8R處的葉片失效載荷Fex來確定轉(zhuǎn)葉扭矩的極限值。導(dǎo)致葉片失效的力通常從槳葉中心線向?qū)н吅碗S邊逐步減小。距槳葉自轉(zhuǎn)中心的某一距離處產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)葉扭矩。應(yīng)通過合適的應(yīng)力分析或使用以下公式計(jì)算最大轉(zhuǎn)葉扭矩：=max(cLE0.8,0.8cTE0.8)CspexFex式中：ex=CCfex=0.7但取值不應(yīng)小于0.3；Csp——慮及轉(zhuǎn)葉臂變化的無量綱參數(shù)；Cfex——慮及葉片失效力變化的無量綱參數(shù)；圖4.4.6(2)顯示了轉(zhuǎn)葉扭矩隨葉片失效載荷沿整個(gè)弦長(zhǎng)方向的變化而變化。圖4.4.6(2)力作用在0.8R處弦長(zhǎng)不同位置處的葉片失效載荷和相應(yīng)的轉(zhuǎn)葉扭矩4.4.7開式螺旋槳和導(dǎo)管螺旋槳通用的軸向設(shè)計(jì)載荷(1)作用于槳軸上的最大螺旋槳冰塊推力向前推力Tf：TffkN向后推力Tb：T本規(guī)定中的載荷模型不包括當(dāng)冰塊撞擊在牽引式螺旋槳槳轂上時(shí)產(chǎn)生的冰槳作用載荷。(2)作用于驅(qū)動(dòng)螺旋槳的推進(jìn)軸上的設(shè)計(jì)推力應(yīng)按下式計(jì)算作用于螺旋槳推進(jìn)軸上的設(shè)計(jì)推力。在向前方向的載荷和向后方向的載荷中取較大者同時(shí)作為兩個(gè)方向的設(shè)計(jì)載荷。系數(shù)2.2和1.5考慮了軸系縱向振動(dòng)引起的動(dòng)態(tài)放大率。向前推力：Tr向后推力：TrffbkNkN如水動(dòng)系柱推力T未知，則T應(yīng)按表4.4.7(2)選取。T值表4.4.7(2)TnTn注：Tn為敞水工況下以最大持續(xù)功率無冰塊自對(duì)于牽引式螺旋槳，還應(yīng)額外計(jì)入作用在槳轂上的冰載荷，并提交CCS予以特別考慮。4.4.8開式螺旋槳和導(dǎo)管螺旋槳的扭轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)載荷(1)作用于開式螺旋槳上的設(shè)計(jì)冰塊扭矩當(dāng)D＜Dlimit時(shí)，kNmkNm當(dāng)D≥Dlimit時(shí)，Hice按表4.4.2選取；kopen——取14.7；n——系柱試驗(yàn)工況下的螺旋槳轉(zhuǎn)速，r/s。如未知，則n按表4.4.8(1)選?。簄值表4.4.8(1)nnnnn注：nn為敞水工況下以最大持續(xù)功率無冰塊自由(2)作用于導(dǎo)管螺旋槳上的設(shè)計(jì)冰塊扭矩當(dāng)D＜Dlimit時(shí)，當(dāng)D≥Dlimit時(shí)，Hice按表4.4.2選取；kducted——取10.4；P0.7和n的選取同4.4.8(1)。(3)開式螺旋槳和導(dǎo)管螺旋槳通用的冰塊扭矩激勵(lì)給定的激勵(lì)載荷用于評(píng)估船舶營運(yùn)壽命期內(nèi)可能經(jīng)歷