14000吨级多用途货船结构强度设计【开题报告】

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1、毕业论文开题报告船舶与海洋工程14000吨级多用途货船结构强度设计一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义：多用途船是指具备多种用途功能的船舶。广义的说，凡能装运两类以上货物的船舶都可称多用途船。不过，一般所讲的多用途船是特指多用途干货船。干货的品种很多，按其对船舶性能及设备等的要求可归纳成五类，即件杂货、散货、集装箱、重大件货及滚装货。所以多用途船的目标，就是高效率地载运这五类货[1]。多用途船是进入60年代以后世界各主要造船国家竞相发展起来的。目前，多用途船力求向广泛多用性方向发展，按其对货类的载运能力来分析，建造的多用途船主要可划分成四

2、类：1）以载运集装箱为主的多用途船。2）以运输重大件、特长件为主的多用途船。3）兼运集装箱及重件货的多用途船。这类船将上述两类多用途船的特点和功能结合在一起。4）兼运集装箱及重货、滚装货的泛多用途船。多用途船的最基本要求是如何高效率地载运多种货类。由此，构成多用途船相应的一些特点：1）大多数多用途船从载运多种类型货物的方便性出发，设置两层甲板。有的船为适应装运汽车和不宜重压货物的需要，设置多层甲板或活动甲板。2）多用途船的机舱绝大多数在尾部，对于机舱布置在尾部确有困难的船舶，才将机舱适当前移。3）多用途船的型宽常比普通货船要大，因多用途船常装运甲板集装

3、箱或甲板货以提高载货能力，故从稳性要求需取较大的船宽。型深主要从装运的货物对舱容的要求出发，大多数从装运集装箱所需的层数出发确定，亦即考虑集装箱的高度、层数、必要的间隙及舱口围板高度等来确定型深[2-5]。从世界各国的发展情况来看，多用途船建造市场在经历了20世纪60、70年代的黄金发展期以后，70年代末，由于航运市场的需求发生了重大的变化，多用途船建造数量急剧减少。但是，近十年以来，多用途船建造市场重新开始复苏，并呈现出平稳的发展态势，1996至2007年年平均订造量保持在125艘左右，尤其是2007年，多用途船的订造更是达到了一个顶峰，年新船成交量

4、达到226艘、355.7万载重吨，创历年多用途船新船成交量的新高[6]。2008年至今年新船成交量一直保持在160艘、180万载重吨左右。世界船舶行业迅速发展的同时，多用途船沉没、碰撞事故时有发生，受到海运界和国际造船界的高度关注。因其面对复杂的水上情况和恶劣的气候环境，对多用途船的结构强度和性能提出了很高的要求[7-11]。国内的不少学者也对船体强度的研究做出了很多卓越的贡献。比如刘向东在文献[12]详细阐述了船体强度理论以及结构力学、强度计算等方法;聂武、孙丽萍在文献[13]比较详实的介绍了一系列有关理论：单跨梁的弯曲理论、力法、能量法、杆系的稳定

5、性、矩形板的弯曲和稳定性；沈华在文献[14]中分别介绍了船体纵向弯曲强度、船体纵向扭转强度以及船体局部强度等等。朱胜昌等开发了自动对有限元模型施加外载荷的法方法。这种方法只需要利用有限元的原始数据进行数据输入。朱胜昌等人还进行了根据节点集中载荷修正与惯性力的平衡计算等问题。这些问题大大的保证了整船有限元静力分析结果的准确精度。徐向东等人对箱型梁极限承载能力进行了研究。他们做了箱型梁船体总纵极限承载能力的实验。这个实验是基于一种叫做塑性节点开发的程序和非线性有限元的模拟方法进行的数学计算，最后获得了较为满意的结果。多用途货船的结构强度设计的过程实际上是一

6、个科学的研究、论证的过程。从经济性上考虑，为了赢得更多的利润，尽量减少船体结构重量，从而减少空船重量，降低建造成本。但绝对不能盲目地追求性能，至使船舶强度不够，而导致船体损伤发生事故。总之，不管是船体的型线设计和总布置设计都需要在满足强度要求的前提下才能进行。多用途货船相对于普通的散货船，其设备及附件自重较重，如重吊及底座、大面的舱口盖、大量的二甲板支座；由设备引起的结构加强，如位于舷边的重吊、甲板和支撑位置；货舱的打开口，较高的冰区等级等等，对船体的结构强度都将是严峻的挑战[15-17]。有限元法作为一种应用广泛、有效地分析方法，它在船舶强度计算中发

7、挥着重要的作用，随着计算机硬件技术的发展，将船体局部结构甚至整艘船划分为有限单元来进行分析成为可能。船体结构强度分析从此有了革命性的突破。利用有限元分析方法可以详尽的表述船体结构的微观细节，真实的表达各个构件间的协调关系与变化。但有限元法计算复杂，要消耗大量的精力和时间，所以船体结构强度还能通过规范法进行计算和校核，法规里的经验公式不但能保证计算的准确性还能减少大量的时间。多用途必须具有良好的机动性、操纵性、高航速和较高的可靠性等。同时，世界各国多用途研究趋于大吨位船和高性能船型发展，在单体船船型不断优化提高航速和各项性能的同时，对船体结构强度的设计和

8、计算也有了很大的发展[18-20]。当今经济全球化发展日趋紧密，海运是全球化经济的中坚力量。多