7200DWT多用途货船结构规范设计【文献综述】

《7200DWT多用途货船结构规范设计【文献综述】》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、毕业设计文献综述海洋科学7200DWT多用途货船结构规范设计摘要：多用途货船是继散货船、油船和集装箱船三种主流船型外需求量较大的船型，原因不仅仅在“多用途”上，而且在合理的强度结构设计上。本文主要就多用途货船在总纵强度、局部强度以及疲劳强度上存在的问题以及船舶行业对其所采取的措施进行了探讨。关键词：多用途；总纵强度；局部强度；疲劳强度一、前言多用途货船是一种既可用于运载集装箱、木材、矿砂、谷物或其他杂货等多种货物，也能载运普通件杂货、散货、大件货和一部分集装箱以及冷藏货的货船。通常多用途货船分为双甲板、尾机型和大舱口，并配有大起重量的回转式起重机以及装

2、卸集装箱。多用途货船对货物品种适应性非常强，而且营运经济性也较好，在交通运输已成为制约经济发展瓶颈的当务之急，多用途货船扮演了相当重要的角色。它是继散货船、油船和集装箱船三种主流船型外需求量较大的船型，原因不仅仅在“多用途”的结构设计上，更重要的是在合理的强度结构设计上。二、总纵强度船舶漂浮在水面上，受到重力和浮力的作用，就整个船体看总重力与总浮力是平衡的。但实际上在船体长度每一段上其重力与浮力是不平衡的。由于这种重力与浮力沿着船长方向分布不均，使船体产生了纵向弯曲。在船体上每一段重力与浮力的差值就是实际作用在船体上的负荷。船体正是由于负荷的作用而产生

3、了剪力和弯矩。剪力最大值在距首尾约1/4船长附近；最大弯矩值则在船中附近。船体在纵向上的变形有两种形式：（1）中拱(Hogging)船体中部上拱的弯曲状态(受正弯矩作用)；（2）中垂(Sagging)船体中部下垂的弯曲状态(受负弯矩作用)。在结构设计当中为了保证船舶总纵强度有以下几种经验方法：（1）按舱容比例分配各舱载货重量；3（2）合理分配中途港货物：中途港货物批量大时，应按舱容比例分配；当批量不大时，不能过于集中，应间舱安排；（3）装卸货物中尽量均衡各舱的装卸进度。（4）不同总体布置对于结构优化设计，约束条件分为两类，一类为形状尺寸的约束，一类为强

4、度的约束。强度的约束又可分为总纵强度约束和局部强度约束。这里主要分析总纵强度约束，局部强度约束在接下来本文中汇提到。总纵强度要求强力甲板的总纵弯曲应力不超过其许用应力σ1,d≤[σ1],船底的合成应力不超过其许用应力[σ1+σ2]，船体剖面极限弯矩Mj与最大合成计算弯矩之比不小于规定值，即Mj/Mmax≥n，舷侧板的剪切应力不超过其许用值τ≤[τ]。[1]传统的船舶结构分析所采用的结构计算参数是一些确定的数值，往往忽略了实际结构分析中荷载、材料性能、几何尺寸以及结构的变异性等种种不确定因素的影响，而采取安全系数法对结构进行强度储备，带有较强的主观性，经

5、济性也不够理想。[2]船体梁的总纵弯曲失效是船舶最严重的破坏事件，由于船舶所遭受的外载荷和船体结构本身存在着大量的不确定性，必须基于结构可靠性原理对其进行分析，从而确定出船体极限承载能力的真实安全余量。[3]另外船舶结构极限强度可靠性评估需要考虑外载荷、结构极限强度和可靠性计算方法。以35000吨级的散货船结构改进为例，在改进过程中日方大岛厂方面对其提出了很多需要哦改进的地方，这里主要针对总纵强度问题进行分析。大岛厂方的设计师们认为强度对于船舶而言尤其重要，对于原结构设计中没有采用高强度钢很不理解。他们认为如果生产工艺没有问题的话，部分结构使用高强度钢

6、，可大大减少船体的空船重量，建造费用并也不会增加太大。[4]不过我们认为，过多使用高强度钢，会给船体刚度带来问题。当然部分合理使用高强度钢，还是十分必要的。三、局部强度船体结构抵抗局部变形和破坏的能力叫局部强度。有时局部性的破坏也会导致全船的破坏，因此实际工作中，一定要注意甲板、平台、舱底、舷侧和舱口盖的局部强度问题。局部强度只要有均匀载荷、集中载荷、车辆甲板载荷以及堆积载荷这四种。为了保证船舶的局部强度则有以下四种经验方法：(1)考虑到船龄、船体强力构件的锈蚀等，计算允许负荷量时应保留一定的安全量；(2)配载时，尽量使货物重量均布；(3)重货尽可能不

7、扎位装载并加以适当的衬垫；(4)舱盖上不装载重货，如必要应严格按其能承受的负荷装载。对于甲板板架，满足纵骨稳定性和板稳定性条件，局部强度条件会自动得到满足。对于船底板架，满足纵骨强度和板稳定性条件，纵骨稳定性和板强度则会自动得到满足。板强度：σi≤βσs3板稳定性：σcr≤ασs纵骨强度：σi‘≤γσs纵骨稳定性：σcr’≤ωσs式中σi、σcr、σi‘、σcr’分别为板的弯曲应力、板的临界应力、纵骨的弯曲应力、纵骨的临界应力。α、β、γ、ω、σs分别为应力系数、材料的屈服极限。[5]仍以35000吨级的散货船为例，对局部强度进行举例分析。局部强度不仅

8、对于总体船来说强度有影响，在其他综合方面也有影响，比如船体的振动。日方认为35000吨级散货船