4500噸級多用途船結(jié)構(gòu)強度設(shè)計【文獻綜述】

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計文獻綜述</b></p><p><b>　　船舶與海洋工程</b></p><p>　　4500噸級多用途船結(jié)構(gòu)強度設(shè)計 </p><p><b>　　一、 前言</b></p><p>　　多用途船一般是指多用途干貨船，是從雜貨船演變而

2、來的[1]。在船舶尺寸方面，多用途船具有適應(yīng)貨物的多樣性、經(jīng)營靈活性和裝卸能力強等方面的特點[3]，因此多用途船的適應(yīng)性很強。另一方面，由于其具有適應(yīng)多種航線、高效率地載運各種貨物、使用簡便、造價低廉的特點[5]。使其在船舶市場上具有較強的競爭力。</p><p>　　隨著美國金融危機的爆發(fā)，世界經(jīng)濟貿(mào)易形勢發(fā)生重大變化，導(dǎo)致世界貿(mào)易海運量增長減緩，引發(fā)國際航運市場動蕩。面對充滿變數(shù)的航運市場，船東們訂造新船時最

3、為關(guān)注的是何種船型運營風(fēng)險較低而盈利能力較高。而多用途船就是在世界貿(mào)易形勢捉摸不定、海運形勢動蕩多變的形勢下產(chǎn)生的，是一種能載運"不確定性"貨物、擴大船舶使用范圍、適應(yīng)不斷變化形勢的船型。因此，在目前這尚不明朗的世界經(jīng)濟貿(mào)易形勢下，多用途船將是船東們較為理想的運營船型之一[2]。</p><p>　　二、多用途船研究現(xiàn)狀和國際形勢</p><p>　　今年胡關(guān)德和王剛毅

4、在文獻[6]中介紹了多用途船船型的特點及設(shè)計時考慮的主要因素。 文中把多用途船船型的特點歸納為4個方面：船舶載重量較小、航速分布范圍廣、具有多層甲板和船型多而雜。在設(shè)計時要考慮的主要因素是對空船重量進行估算以及確定主要尺度，一方面是由于多用途船重量差異較大，另一方面是因為對于載重量相似或船舶主尺度接近的船，總體布置形式、舾裝和動力裝置布置的差異，會造成空船重量差別也較大。文中還對多用途船的總布置、貨倉、排貨艙口、貨艙蓋、二甲板

5、、起貨設(shè)備、防橫傾裝置、除濕裝置等方面要考慮的主要因素進行了詳細介紹。</p><p>　　關(guān)于多用途船的強度結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，王艷春在文獻[11]中通過對12 600DWT多用途船的結(jié)構(gòu)設(shè)計進行深入分析，主要包括貨艙結(jié)構(gòu)、舷側(cè)結(jié)構(gòu)、艙口圍結(jié)構(gòu)、橫艙壁的結(jié)構(gòu)等特征。王治河在文獻[12]中介紹了4 000DWT多用途散貨船的船舶主要量度、船體結(jié)構(gòu)、主要機電設(shè)備、舾裝情況等。提出多用途船結(jié)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)備繁多、空間有限，在結(jié)

6、構(gòu)設(shè)計中必須綜合考慮各方面因素，進一步提高設(shè)計質(zhì)量。 </p><p>　　丁朝暉在文獻[17]中對多用途船舶甲板大開口強度和貨艙區(qū)結(jié)構(gòu)的屈曲強度進行了研究。首先，該文按中國船級社(CCS)規(guī)定的合成應(yīng)力方法以及艙口角隅疲勞強度校核的許用應(yīng)力范圍衡準，分析過程進行了分解和討論。其次，該文對用途船舶貨艙區(qū)結(jié)構(gòu)的屈服和屈曲強度的有限元模型方法進行了分析和討論，并對貨艙區(qū)結(jié)構(gòu)屈服和屈曲強度評定過程進行

7、了分解。最后，該文結(jié)合35 000DWT多用途船舶結(jié)構(gòu)強度分析，對縱向甲板板條合成應(yīng)力艙口角隅疲勞強度以及貨艙區(qū)結(jié)構(gòu)有限元分析技術(shù)進行了實船應(yīng)用，并對計算結(jié)果分別進行了分析和討論。</p><p>　　在普通多用途船開發(fā)設(shè)計方面，李紅平今年文獻[7]中從結(jié)構(gòu)設(shè)計的角度介紹了19 100DWT大開口多用途重吊船的研究開放設(shè)計的過程，通過對船體結(jié)構(gòu)設(shè)計的若干問題的簡要分析，指出開展結(jié)構(gòu)設(shè)計需要注意以下幾方面：要重視結(jié)

8、構(gòu)設(shè)計，在設(shè)計初期應(yīng)重點加以關(guān)注。要從大局上把握小細節(jié)，合理布置結(jié)構(gòu)型式。在設(shè)計的早期，對承載較大的構(gòu)建進行必要的計算，以確定結(jié)構(gòu)加強型式。最重要的一條是縱向艙口圍橫向變形的控制，直接影響艙蓋的設(shè)計，以及方案的可行性。 </p><p>　　陳曉瑩和楊波在文獻[14]中對2萬噸級多用途船船型進行了試驗研究，該船與相近噸位船舶相比，傅氏數(shù)高，方型系數(shù)大，船型優(yōu)化設(shè)計有一定的難度，在吸收國內(nèi)外先進經(jīng)驗，分析

9、上海船研所同類型多用途船船型研究資料的基礎(chǔ)上，先后設(shè)計了2個方案的球艏線型，通過試驗分析比較，優(yōu)選出推薦船型。優(yōu)選船型有效地解決了該船的快速性問題，性能優(yōu)良，可供船舶設(shè)計及建造部門使用。 </p><p>　　近幾年還有許多關(guān)于新型多用途船開發(fā)設(shè)計的研究產(chǎn)生。胡勁濤在文獻[8]中介紹了靈便型多用途船舶市場需求的趨勢以及其設(shè)計理念。 超靈便型多用途船系列是由上海船舶研究設(shè)計院研究首次自主開發(fā)設(shè)計的新一代多

10、用途船，該系列船集散貨船、集裝箱船和重吊船等的功能于一體，使系列船具有噸位大、裝箱多、起貨能力強、航速快、裝載靈活的超強適應(yīng)能力，符合世界貨運集裝箱化的發(fā)展趨勢。劉峻和馬承斌在文獻[18]中介紹了VS468型多用途工作船的船型、用途、主要量度、總體布置、主要舾裝設(shè)備、主要機電設(shè)備等船舶概況，敘述了該多用途船的拖頂及操錨功能、補給供應(yīng)功能、海上救助功能、海上消防功能及定位功能等，該船具有21世紀先進水平，市場前景很好。</p>

11、<p>　　在有關(guān)多用途船舾裝方面，鐘天谷和謝永和在文獻[13]中對某多用途船船體艙口蓋進行三維有限元強度分析，得到艙口蓋在風(fēng)雨和堆放貨物載荷作用下，艙口蓋應(yīng)力與位移的分布情況。計算和分析結(jié)果可為今后艙口蓋設(shè)計提供一些有益依據(jù)。 張匯平、唐永生和余小川在文獻[16]中對某28 000DWT多用途船No.2艙二層甲板及其艙口蓋進行有限元強度分析，最后得到結(jié)構(gòu)的許用載荷值，并與船舶所有人提供的原始值進行比較。

12、0;</p><p>　　陳寧、吳軍良、包國治、王軍 和高霆在文獻[15]中針對29 000t多用途貨船除濕系統(tǒng)的設(shè)計，討論了系統(tǒng)的設(shè)計方案和系統(tǒng)的安裝方法以及貨艙除濕系統(tǒng)的調(diào)試方法，指出在目前船舶制造廣泛采用B2C的模式下，設(shè)備的安裝調(diào)試應(yīng)更好的利用設(shè)備服務(wù)商的現(xiàn)場服務(wù)的有利條件，在設(shè)備服務(wù)商指導(dǎo)下進行安裝調(diào)試。</p><p>　　畢躍文在文獻[10]中介紹了襟翼舵作為一種特殊舵，與普

13、通舵相比，在提高舵效，改善船舶操縱性能等方面有著明顯的效果，作為一種用在江海直達多用途船上的襟翼舵，其設(shè)計與安裝顯得尤為重要。通過以舵參數(shù)為設(shè)計基礎(chǔ)，合理結(jié)構(gòu)設(shè)計以提高舵效，細化其安裝工藝、提高建造質(zhì)量，從性能、結(jié)構(gòu)、工藝上介紹了4 000DWT多用途船襟翼舵的設(shè)計與安裝情況，最后通過對該型船的試航情況分析證明其襟翼舵是成功的。 </p><p>　　郭永崧、陳昌運、陳霞萍和閆磊在文獻[9]中以2艘多用

14、途船螺旋槳設(shè)計為例，運用螺旋槳理論設(shè)計與模型試驗為手段，探索了特定條件下加大槳葉后傾角(增加槳葉梢與船底板間隙)、改變螺旋槳葉面積以及增加槳葉側(cè)斜角對誘導(dǎo)脈動壓力和效率的影響。結(jié)果表明:采用減小空泡裕度增加盤面比的措施，對降低脈動壓力的效果最為顯著;增大側(cè)斜角措施的效果居中;通過改變后傾角增大葉梢與船底板間隙的措施，降低脈動壓力效果相對要小一些。</p><p><b>　　三、總結(jié)</b>

15、</p><p>　　近幾年在多用途船總體設(shè)計以及強度結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，國內(nèi)已有了較為成熟的研究。另外在普通多用途船船型的研究設(shè)計、新型多用途船的設(shè)計開發(fā)以及多用途船舾裝研究方面，都有了較大的發(fā)展。其中關(guān)于強度方面大都用有限元法直接計算。對于多用途船局部以及舾裝方面有了較為細致的研究。</p><p>　　以上文獻是近幾年國內(nèi)對多用途船重要的研究文獻，可以看出，多用途船的在國際上的形勢已越漸成

16、熟，多用途船將來的發(fā)展前途十分廣闊。</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　[1] 顧敏童.船舶設(shè)計原理[M].上海:上海交通大學(xué)出版社,2001:100-101 </p><p>　　[2] 謝永和,李俊來.船舶強度與結(jié)構(gòu)設(shè)計[M].舟山:浙江海洋學(xué)院船舶教研室,2010:1-4</p><p

17、>　　[3] 蔡敬偉.極具經(jīng)濟性與發(fā)展前景的船型——多用途船[J].船舶物資與市場,2008(05): 29-31 </p><p>　　[4] 陸建樹.多用途船市場運力急升[J].航運資訊,2010(05): 48-49</p><p>　　[5] 錢鴻,賈復(fù).多用途船主尺度分析和經(jīng)濟性特征[J].上海造船,2000(02):12-16</p><p>

18、;　　[6] 胡關(guān)德,王剛毅. 多用途船船型及設(shè)計簡介[J].船舶設(shè)計通訊,2010(01):20-25</p><p>　　[7] 李紅平. 19100DWT多用途船結(jié)構(gòu)設(shè)計概述[J]. 船舶設(shè)計通訊,2010(02):28-33</p><p>　　[8] 胡勁濤.超靈便型多用途船的開發(fā)和設(shè)計[J]. 船舶設(shè)計通訊, 2010(01):3-9</p><p>　

19、　[9] 郭永崧,陳昌運,陳霞萍,閆磊.兩艘多用途船的螺旋槳設(shè)計研究[J].上海船舶運輸科學(xué)究所學(xué)報,2009(02): 1-5</p><p>　　[10] 畢躍文.4000 DWT多用途船襟翼舵的設(shè)計與安裝[J]. 船舶工程,2009(03):1-3</p><p>　　[11] 王艷春.12600 DWT多用途船的結(jié)構(gòu)設(shè)計簡介[J]. 船舶設(shè)計通訊,2008(01): 32-35&l

20、t;/p><p>　　[12] 王治河.4000 DWT多用途散貨船[J],江蘇船舶,2007(06):18-20</p><p>　　[13] 鐘天谷,謝永和.多用途船艙口蓋的結(jié)構(gòu)強度分析與優(yōu)化[J].造船技術(shù),2007(06): 24-26</p><p>　　[14] 陳曉瑩,楊波.2萬噸級多用途船船型試驗研究[J].上海船舶運輸科學(xué)研究所學(xué)報,2006(01)&

21、lt;/p><p>　　[15] 陳寧,吳軍良,包國治,王軍,高霆.29000t多用途船貨艙除濕系統(tǒng)設(shè)計安裝與調(diào)試[J].江蘇船舶,2006(02):21-24</p><p>　　[16] 張匯平,唐永生,余小川.28000 DWT多用途船二層甲板及其艙口蓋強度分析[J].計算機輔助工程,2006(01):33-36</p><p>　　[17] 丁朝暉.大開口多用途

22、船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計中的強度分析[J].中國學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫,2002(01):18-21</p><p>　　[18] 劉峻,馬承斌.VS468型多用途工作船[J].江蘇船舶,2001,(06):4-7</p><p>　　[19] Ha S K,Keilers C,Chang F K.Finite element analysis of composite structures contai