呂振肖 李志杰 羅梟龍 倫少卿 張大川(艾法能源工程股份有限公司,山東青島266000)
船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計方式及優(yōu)化分析
呂振肖 李志杰 羅梟龍 倫少卿 張大川(艾法能源工程股份有限公司,山東青島266000)
近些年來,中國的船舶行業(yè)得到了高速的發(fā)展。為了使得今后中國水路運輸業(yè)具有較強的交通能力支持,船舶結(jié)構(gòu)的建設(shè)作為制造船舶的一個核心步驟,它既決定著船舶總體的質(zhì)量,更對于船舶業(yè)的發(fā)展以及水路運輸業(yè)的進步都具有巨大的促進作用。船舶結(jié)構(gòu)的設(shè)計也像其它的工程設(shè)計一樣,要明白運用什么樣的方法展開設(shè)計。本文根據(jù)現(xiàn)實情況就船舶主船體結(jié)構(gòu)設(shè)計的方式以及今后的優(yōu)化層面提出分析。
船舶結(jié)構(gòu);設(shè)計方式;優(yōu)化
在進行船舶結(jié)構(gòu)的建設(shè)過程當中,具體包括可靠性、使用性以及維護性等多種特征。這里面最重要的一個是可靠性,它作為船舶能夠有效的進行工作的前提,規(guī)定了船舶所應(yīng)該具有的承載能力,對于船體的變形以及質(zhì)量、動力的穩(wěn)定性具有嚴重的影響,當前,這一系列的要求大部分展現(xiàn)了相關(guān)的規(guī)則當中。制定者根據(jù)具體的理論進行數(shù)據(jù)計算,同時針對多年來的航運經(jīng)驗,對船舶建設(shè)的一系列標準制定的。
對于船舶結(jié)構(gòu)的設(shè)計首先就要對其設(shè)計理念、建設(shè)內(nèi)容進行具體的分析。這最先要分析船舶將來進行任務(wù)的總量。船舶結(jié)構(gòu)的工程量十分巨大,在通常條件下,它是多種工程建設(shè)的一個基礎(chǔ)性、綜合性的工作,為此,船舶的設(shè)計過程當中涉及到了一些其它的專業(yè),因此,在進行船舶設(shè)計時,一定要做好充足的準備工作。一方面要對船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計施工過程當中的具體條件展開分析,并且根據(jù)現(xiàn)實的情況,制定出具體且科學的實施方案和建設(shè)要點等,并且,更應(yīng)該對船舶的造型進行圖紙設(shè)計;另一方面要同管理者進行交流溝通,根據(jù)管理造船的詳細過程進行嚴格的管理,這方面主要包含著建造圖紙的設(shè)計、輔助性方案設(shè)計、準備工作以及管理施工的進行。
船體結(jié)構(gòu)設(shè)計一定要具備使用性,并且在保障船舶航行安全的情況下,進行具體的外觀設(shè)計、美化。船舶在海洋當中安全航行是進行一切工作的重要保障,在設(shè)計過程當中,一定要確保船舶的穩(wěn)固性,符合力學建設(shè)的原理,并且要對海洋環(huán)境進行分析,要對航海過程當中的氣候、水文條件展開充分的考慮,使其能夠更好的對航海過程當中的極端性天氣具有足夠的準備。設(shè)計船舶一定要進行全面性的考慮,實現(xiàn)建設(shè)的科學性。
更好的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定是設(shè)計所需要的技術(shù)能力一定要做好配合,在進行建造時一定要保證建造材料的質(zhì)量。比如,船舶建設(shè)使用的板材一定要足夠的適應(yīng)船體的彎曲度,厚度適中。不能為了過度追求成本而使用殘次的材質(zhì)。
設(shè)計過程當中必須高度重視設(shè)計角度,并且將其充分納入?yún)⒖枷到y(tǒng)當中,船舶的船體、以及甲板等部位的設(shè)計一定要按照現(xiàn)實的裝載要求進行科學的設(shè)計,做到人員以及貨物能夠被充分的空間所包納,并且也應(yīng)該考慮到船舶的安全性以及舒適度。
1.3.1 初步規(guī)劃
這一步驟是指按照相關(guān)的技術(shù)標準以及設(shè)計目的對于任務(wù)展開架構(gòu)性的建設(shè),繪制基礎(chǔ)的設(shè)計圖,根據(jù)原先的計劃以及設(shè)計目標對于所需原料的型號、用量等檢查預(yù)算方案并產(chǎn)生與之對應(yīng)的報告,進而對船舶的大小、結(jié)構(gòu)架勢展開設(shè)計。
1.3.2 詳細設(shè)計
開始之初最主要的是一個大的框架的構(gòu)設(shè),之后要適當加入些許細節(jié),在進行細節(jié)的設(shè)計時,必須按照有關(guān)標準、上級的審批意見作出對應(yīng)的調(diào)整,在完全考慮到細節(jié)的基礎(chǔ)上,根據(jù)材料的型號以及材質(zhì),設(shè)計出系統(tǒng)性的方案,經(jīng)過繪制之后在交給相關(guān)部門審核。
1.3.3 生產(chǎn)設(shè)計
這一環(huán)節(jié)是對于船舶的設(shè)計當中所提出的要求,它要求設(shè)計過程嚴格按照制定的方案進行材料選擇、施工建設(shè)以及優(yōu)化完善等。
要更好的對船舶的建造過程進行具體、詳細的策劃,并且依靠計算機進行模擬,并且對于船舶各個部分的制造進行分段劃分,在進行有效地分析基礎(chǔ)上,完成對于船舶整體的焊接設(shè)計。優(yōu)化塢內(nèi)的總體吊裝,以此提高吊裝的效率。
大中型船舶的壓載艙的可用空間十分窄小,由首到尾的過渡區(qū)間僅僅只有一米,在進行分段設(shè)計時很難更好的展開施工建設(shè),并且在進行建設(shè)時,不安全因素也逐步增加,因此,要高度重視對于殼舾涂一體化的建設(shè)。
船舶當中的槽形艙壁作為一個獨立的部分,它不受到船舶的船體形狀的影響,因此,能夠把雙層底以及艙壁當中單獨的的總段最先進行建筑,最后把舷側(cè)進行分段向后進行整組。
這里的關(guān)鍵疲勞節(jié)點主要包括艙口圍板的前端終止點以及縱向艙口圍板開孔等,它們這些部位最容易產(chǎn)生疲勞,因此,要提高這些節(jié)點的材料質(zhì)量。
由以上可知,在進行船舶結(jié)構(gòu)的設(shè)計時,一定要堅持科學合理的設(shè)計觀念,本文將現(xiàn)在進行船舶設(shè)計的過程分為三個層面進行闡述,并對于一些關(guān)鍵點提出了改正意見,希望為今后船舶的設(shè)計做出一個規(guī)范性的指導(dǎo),最終實現(xiàn)在進行船舶結(jié)構(gòu)建設(shè)時降低成本以及提高船舶質(zhì)量的目標。
[1] 梁豐.基于DELMIA的船舶三維設(shè)計碰撞檢測分析[J].艦船科學技術(shù),2017,(06):37-39.
[2] 徐麗君,岳書娟,王猛.船舶碰撞機理與耐撞性結(jié)構(gòu)設(shè)計研究綜述[J].四川水泥,2016,(12):58.
[3] 蔡柯,季順迎.平整冰與船舶結(jié)構(gòu)相互作用的離散元分析[J].船舶與海洋工程,2016,(05):5-14.
[4] 張超群,閻巖,金允龍,姜河蓉.多學科優(yōu)化方法在船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J].上海船舶運輸科學研究所學報,2016,(03): 18-23.
[5] 董宗然,林焰.船舶布管系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計及自動化算法[J].計算機集成制造系統(tǒng),2016,(03):714-727.