目前状况下，汽车海上运输采用的基本方法是将汽车四个轮胎或轮毂捆绑在集装箱内，或者将汽车四个轮胎或轮毂捆绑在大型的专用铁架上，然后利用铆、螺钉、钢钉或者钢索织带将铁架固定在集装箱内，整体发运。这种方法非常落后，存在大量的缺点，首先，为了运输特定的车型，需要制造特定的铁架，这不仅浪费了钢材还为不同类型的铁架管理带来了麻烦。
其次，将车辆约束到铁架上，再将铁架约束到集装箱内，最后将集装箱约束到轮船甲板上，多次的捆绑工作会浪费很多时间和人力，提高了运输成本。另外，这种运输方式的安全性值得怀疑。如果约束不当，会导致车身变形，外表损伤。所以，大规模的汽车出口，必须采用滚装运输。具体操作方法是：将汽车直接开到甲板之上，按照事先规划好的方案调整好位置和间距，利用专业的船运拖钩，用织带将汽车固定到甲板上。
工程概况
滚装运输的方案比较多，如图1所示，本范例采用下图所示的第3种运输方式，即前边使用两个固定点，分别布置在前纵梁最前端；后边使用一个固定点，布置在右后纵梁末端。
图1 滚装运输的方式
汽车在海上滚装运输时，受到的主要外力是由甲板前后左右摇晃产生的惯性力以及汽车自身的重力；轮胎和甲板之间的摩擦力以及各个绳索的拉力组成。
其中惯性力的大小跟船的类型，大小，航速，以及被滚装汽车所处的位置，比如汽车所在的甲板层数，或者是在船头船尾，或者是在船中心或船舷处有关。
重力始终保持不变，当甲板倾斜时，重力的分力使汽车产生滑动趋势。
摩擦力跟汽车的重力，甲板的倾斜角度，摩擦系数以及绳索的拉力有关。 （因为绳索是按一定角度布置的，所以绳上的拉力会产生向下的分力，使汽车紧压在地面，增加了摩擦力，如图2） 绳索的拉力用来平衡其他力，跟布置角度α和β有很大关系。
图2
综上所述，汽车滚装运输时，船运拖钩受力复杂，并且根据不同的参数，受力会有所不同。为了确保拖钩可靠使用，需要采用极端情况，即横向惯性加速度和纵向惯性加速度都取极限值。另外，设定α角为30°，β角为45 °，摩擦系数为0.3（钢铁和橡胶），按照向左摇晃，向右摇晃，向前摇晃，向后摇晃四个工况分析。如图3
向右摇晃 向左摇晃 向前摇晃 向后摇晃
绳索135绷紧 绳索246绷紧 绳索12绷紧 绳索3456绷紧
图3 四种分析工况
以“向右摇晃工况”为例，在已知甲板倾斜角度的情况吓，绷紧的绳上的张力可以手工计算得出，但是比较烦琐，本范例中，首先利用一个 abaqus 简单模型，可大致求得 135 绳上的张力。然后在整车有限元模型中按照 α 角，β 角确定的方向在船运拖钩上加载即可。
有限元模型介绍及分析结果
计算绳上张力的简单模型
以“向右摇晃工况”为例，先根据空载情况下的质心和质心坐标，建立Mass点，然后用Beam单元连接质心和船运拖钩孔中心，其次，按照α角，β角建立3段T3D2单元，用来模拟绳索135。同时按照图4约束边界。计算时，在质心施加横向最大惯性加速度，即可求得绳索135上的张力。
以上简单模型未考虑甲板倾斜角度和摩擦力，而甲板倾斜角度和摩擦力对绳子张力大小的影响是相反的，所以在一定程度上可以相互抵消，经过手工计算和简单模型计算结果对比，二者的计算数值相当接近，所以该简单模型完全可以运用到工程实践中。
包含船运拖钩的整车模型
前部船运拖钩左右对称，为钣金件，直接要用壳单元划分，如图6；后部拖钩截面较厚，用实体单元划分，如图7。
拖钩附近进行局部细化，并且要设置接触对。计算时，约束四个减震器安装点1－6自由度。
图6
图7
分析结果
图8 图9 图10
从图8，图9分析结果看，前端两个船运拖钩虽然有一定屈服，但可以满足功能要求。
而后部船运拖钩，因为只有右侧一个，所以受力比较大，导致拖钩本身和拖钩安装点都发生了大面积的屈服，无法满足要求，如图10。
优化改进
鉴于分析中出现的问题，可以增加后船运拖钩以及后船运拖钩安装点的强度和刚度，或者采用左右对称的两个船运拖钩。除此之外，可以利用汽车的普通后拖钩分担一部分外力，减轻船运拖钩的负担。
结语
利用abaqus非线性分析软件建立的简单模型具有非常好的工程使用价值，可以快速的求解出绳上的张力，继而校核出船运拖钩的强度是否达到要求，为制定运输方案或者设计船运拖钩提供指导。
资料来源：达索官方
