14000吨级多用途货船结构强度设计【文献综述】

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1、毕业设计文献综述船舶与海洋工程14000吨级多用途货船结构强度设计一、多用途货船概述随着世界航运业竞争日趋激烈，对船舶的性能和使用要求愈加提高，船舶的高技术化和多功能化已成为趋势[1-2]。船舶是海上货物运输的重要载体，海上运输与航空运输、铁路运输、公路运输相比，具有运量大、成本低、能耗少的优点，是煤炭、矿石、建材等大宗货物的首选运输方式。船舶航行于江河湖海，担负起了运输、生产等重要任务，为全球经济的发展做出非常重要的贡献。海运作为国民经济基础性和服务型产业，为中国经济社会和对外贸易的发展发挥了重要的支撑和保障作用。随着当代全

2、球化经济脚步日益加快，也使得民用船舶在生产、设计及运营等各方面都要满足当代发展的需求[3-4]。多用途货船是一种既能载运普通件杂货，也能载运散货、大件货和一部分集装箱以及冷藏货的货船。通常为双甲板、尾机型和大舱口，并配有大起重量的回转式起重机，以装卸集装箱。对货物品种适应性强，营运经济性较好[5]。一般的多用途货船尺度及吨位不大，但要求功能多，因此结构复杂、设备繁多、布置困难，对结构强度设计具有一定挑战性[6]。二、多用途货船结构强度在当今的世界性航运业务中，多用途货船航线固定及装卸效率相对较高等因素，多用途货船运输业获得了非

3、常良好的经济收益和长足的发展。虽然多用途货船已经成为海上运输行业的主力军之一，但是在船舶自身的运营过程中可能会遇到由于船体本身强度不足的缺陷儿发生的海损事故进而造成不必要的经济损失和人员伤亡。因此，研究多用途货船的船体结构强度就有非常大的现实意义[7-8]。如何能应对这种挑战，利用标准，更加合理的结构强度设计，就能培育中国新品牌的船舶产品，以下是一些专家、学者在该领域内的研究：国外的Caldwell在文献[9]将加强筋板所构成的船体结构理想化为厚度一样的板格，并且船体总纵强度估算作剖面的全塑型弯矩。1975年，Faulkner

4、ti在文献[10]有对上面的理论进行了进一步的深化。他建议建立一个设计方法通过它来计算屈曲强度系数。1984年，Nishiharal也应用了Caldwell的方法，并进行了船体梁强度的计算。而且他改进了强度折减系数的计算精度问题。类似以上的工作其他国外学者几十年来也做了很多的研究工作。比如Endoh等人提出了船体梁的简便计算方法并把它们应用到了求船体极限强度问题上来。在Caldwell的理论被广泛应用后到目前为止其理论仍有发展，并且在对船体结构屈曲的影响及船体折减系数的精确计算等方面也有了长足的进步。但是，有些情况例如船体结构

5、构件在失效破坏上时间不同的问题始终没有很好的解决方案。这种状态一直保持到70年代，最后Smith教授经过更加精密和完善的方法，在Caldwell方法的基础上在文献[11]中提出的观点才使得以上的问题有解决。刘红平在文献[12]中从结构设计的角度介绍了19100DWT多用途船的研究开发设计的过程。他指出大开口多用途重吊船总体布置方面既要保证足够的货舱容积、载重量，也要充分考虑各功能空间的合理布置；在结构设计方面，要从大局上把握小细节，合理布置结构型式。如上甲板纵骨的布置要考虑箱柱加强，舱口围板加强；纵舱壁布置要考虑拉压元件，二甲

6、板支撑，货舱灯箱的安装；另外，还对承载较大的构件进行了必要的强度计算，以确定结构加强型式。周执平在文献[13]中介绍了4350DWT多用途货船纵向下水强度分析，根据船体的图形和受力分析详细地计算了船体在下水过程中简支梁的受力状态；船体刚性梁在浮力、前支点反力及下水质量载荷的作用下，所产生的最大弯曲力矩；以及在下水过程中船体的主甲板、船底基线、舱口面板上缘所受的弯曲应力，这些状况对船体的结构强度都有着严格的要求。钱振亮在文献[14]对出口新加坡入级于德国劳氏船级社的4700吨级多用途货船，在船体结构设计和施工中出现的具体问题进行

7、探析，并采取了相应的措施。提到了内外底纵骨加强筋月牙形大肘板的连接的几种方式，并具体的分析了它们所存在的利弊；还提到了实肋板部分加厚的问题，底部集装箱箱角加强材的安装，纵骨补板形式修改，舷侧纵桁与强肋骨的连接等等，为实船设计建造提供了宝贵的参考。以上是国内外专家对多用途船结构强度方面的这些年的研究成果，下面是船体结构强度计算方面的几种方法。林慰，吴师东在文献[15]中对一艘5000DWT的散集多用途船的舱段进行直接计算，并对计算结果进行了评估。从而得到：1）货物装载与货物密度的关系，即可预测散货装载时沿船厂方向单位长度上的最大

8、货物重量。2）对散货而言，波浪条件对于满载和压载两种装载情况下结构的应力水平有一定的影响。满载中垂工况和压载中拱工况的应力水平较高，它们应该是评估船体结构强度的极限状态。3）在不同的装载情况下，货舱区中部舱口角隅及上甲板边板附近的应力水平较高，在设计中应对这些区域特别关注。钱