船舶与海洋工程结构物构造第五讲

上海交通⼤学船舶与海洋⼯程导论考点整理全第⼀讲：海洋环境1、海洋中的主要研究对象：海底、海⽔的物理特征、海风、海流、海浪、潮汐、内波。

2、海底的三⼤基本地貌单元：⼤陆边缘、⼤洋盆地、⼤洋中脊。

3、两种⼤陆边缘：⼤西洋型⼤陆边缘（被动⼤陆边缘）、太平洋型⼤陆边缘（活动⼤陆边缘）。

4、海⽔的基本物理特性：盐度。

在35‰左右。

5、海风：空⽓的⽔平运动形成风，蒲福风级表0~12⼗三个风级。

6、波浪：有风浪、潮汐、地震波、船波等，通常所说的海浪是指风浪。

风浪是海⾯上分布最⼴、对于船舶航⾏和海洋⼯程实际活动影响最⼤的波浪。

7、海浪主要指表层海⽔受外⼒影响⽽发⽣的起伏现象，是海洋⼯程结构物的主要动⼒因素之⼀，是海洋结构物设计中的⼀个重要⽅⾯；风浪是海⽔受到风⼒的作⽤⽽产⽣的波动，可同时出现许多⾼低长短不同的波，传播⽅向与风向⼀致。

风浪是海上分布最⼴，出现频率最多，对船舶航⾏、海洋⼯程结构物运营和海洋⼯程实际活动影响最⼤的因素之⼀。

8、取决风浪⼤⼩的条件：风速、风时、风区长度。

风速越⼤，风时越久，风区长度越长，风浪越⼤。

9、海浪的分类：表⾯张⼒波、短周期重⼒波、重⼒波、长周期重⼒波、长周期波、潮汐波（潮浪）、潮汐波（潮浪）。

第⼆讲：船舶⼯程（重点）10、世界各国贸易货物运输量的三分之⼆是由商船承运。

11、2010年全球集装箱港⼝吞吐量排名：①上海港：全球货物吞吐量、集装箱吞吐量均排名第⼀②新加坡港③⾹港港④深圳港⑤韩国釜⼭港⑥宁波——⾈⼭港⑦⼴州港⑧青岛港⑨阿联酋迪拜港⑩荷兰⿅特丹港12、世界船舶需求：2001-2015年年均需求量约为4400万-6000万载重吨13、世界造船市场份额：（2005年）中国20%，⽇本29%，韩国33%，其他18%。

全球贸易持续增长；船型结构⾯临重⼤调整；发达国家的船舶⼯业正在外移。

造船产业正在加速向中国转移，我国船舶⼯业正⾯临重⼤历史机遇。

14、我国⾯临的国防安全问题：海洋国⼟资源的争夺⽇趋激烈；海上⽣命线的保护迫在眉睫（我国⽯油进⼝量的80%通过马六甲海峡运输，马六甲海峡是我国海上⽯油⽣命线）；台湾海峡安全局势。

船舶与海洋工程结构物构造海洋工程主要分为两大部分1 资源开发技术 （5种）◆深海矿物勘探、开采、储运技术；◆海底石油、天然气钻探、开采、储运技术；◆海水资源与能源利用（淡化、提炼、潮汐、波力、温差等）技术；◆海洋生物养殖、捕捞技术；◆海底地形地貌的研究等。

2 装备设施技术 （3种）◆海洋探测装备（海洋各种科学数据的采集、结果分析，各种海况下的救助、潜水）技术；◆海洋建设（港口、海洋平台、海岸及海底建筑）技术；◆海洋运载器工程设备（水面各种船舶、半潜平台、潜水潜器、水下工作站、水下采油装置、水下军用设施等)技术等海洋平台的种类1）移动式平台(坐底式平台（6种）自升式平台钻井船半潜式平台张力腿式平台牵索塔式平台)2）固定式平台(混凝土重力式平台（2种）钢质导管架式平台）1.1.1 移动式平台移动式平台是一种装备有钻井设备，并能从一个井位移到另一个井位的平台，它可用于海上石油的钻探和生产。

1. 坐底式平台坐底式平台又叫钻驳或插桩钻驳，适用于河流和海湾等30m以下的浅水域。

不但作业水深有限，而且也受到海底基础(平坦及坚实程度)的制约。

所以这种平台发展缓慢。

胜利1号”坐底式钻井平台。

2 自升式平台又称甲板升降式或桩腿式平台，见图1-5、图1-6。

优点主要是所需钢材少、造价低，在各种海况下都能平稳地进行钻井作业；缺点是桩腿长度有限，使它的工作水深受到限制，最大的工作水深约在120m左右。

超过此水深，桩腿重量增加很快，同时拖航时桩腿升得很高，对平台稳性和桩腿强度都不利3 钻井船钻井船是浮船式钻井平台，它通常是在机动船或驳船上布置钻井设备。

平台是靠锚泊或动力定位系统定位。

按其推进能力，分为自航式、非自航式；按船型分，有端部钻井、舷侧钻井、船中钻井和双体船钻井；按定位分，有一般锚泊式、中央转盘锚泊式和动力定位式。

浮船式钻井装置船身浮于海面，易受波浪影响，但是它可以用现有的船只进行改装，因而能以最快的速度投入使用。

《船舶与海洋结构物设计制造基础知识概述》一、引言船舶与海洋结构物在人类的历史长河中扮演着至关重要的角色。

从古代的木船用于贸易和战争，到现代的先进船舶和海洋工程结构物用于能源开发、交通运输和国防等领域，它们的发展见证了人类科技的不断进步。

本文将全面介绍船舶与海洋结构物设计制造的基础知识，包括基本概念、核心理论、发展历程、重要实践以及未来趋势。

二、基本概念1. 船舶的定义与分类- 船舶是指能航行或停泊于水域进行运输或作业的交通工具。

根据不同的标准，船舶可以分为多种类型。

按用途可分为货船、客船、油船、渔船、军舰等；按航行区域可分为远洋船、近海船、内河船等；按推进方式可分为帆船、蒸汽机船、内燃机船、电力推进船等。

- 海洋结构物主要包括海洋平台、海底管道、浮式生产储油卸油装置（FPSO）等，用于海洋资源的开发和利用。

2. 船舶与海洋结构物的主要组成部分- 船舶一般由船体、船舶动力装置、船舶电气设备、船舶舾装设备等组成。

船体是船舶的主体部分，包括船壳、甲板、舱壁等。

船舶动力装置提供船舶航行的动力，主要有蒸汽机、内燃机、汽轮机、电力推进等。

船舶电气设备包括发电设备、配电设备、电力拖动设备等。

船舶舾装设备包括舵设备、锚设备、系泊设备、救生设备等。

- 海洋结构物的组成部分因类型而异。

海洋平台通常由平台主体、桩腿、升降系统、生活模块等组成。

FPSO 由船体、储油舱、生产处理设施、系泊系统等组成。

三、核心理论1. 流体力学- 船舶与海洋结构物在水中航行或作业时，受到水的作用力。

流体力学是研究流体（包括液体和气体）的运动规律和作用力的学科。

在船舶与海洋工程中，流体力学主要用于计算船舶的阻力、推进力、稳性等性能参数。

- 船舶阻力包括摩擦阻力、兴波阻力和粘压阻力等。

通过优化船体形状、采用减阻技术等方法可以降低船舶阻力，提高航行效率。

- 船舶的推进力主要由螺旋桨产生。

螺旋桨的设计和性能优化是船舶推进系统的关键。

2. 结构力学- 船舶与海洋结构物在承受各种载荷（如重力、浮力、波浪力、风力等）时，必须具有足够的强度和刚度。

一、问答题（20分，每题5分）1、海洋工程主要技术指哪两类？各举3例。

答：第一类：资源开发技术。

主要包括：深海矿物勘探、开采、储运技术；海底石油、天然气钻探、开采、储运技术；海水资源与能源利用技术，包括淡化、提炼、潮汐、波力、温差等；海洋生物养殖、捕捞技术；海底地形地貌的研究等。

第二类：装备设施技术。

主要包括：海洋探测装备技术，包括海洋各种科学数据的采集、结果分析，各种海况下的救助、潜水技术；海洋建设技术，包括港口、海洋平台、海岸及海底建筑；海洋运载器工程技术，包括水面(各种船舶)、半潜(半潜平台)、潜水(潜器)、水下(水下工作站、采油装置、军用设施等)设备技术等。

标准：答出斜体字的每项1分，共2分；其余举一例1分，最多3分。

2、目前常用的海洋平台有哪几种（分类及名称）？答：移动式平台：坐底式平台、自升式平台、钻井船、半潜式平台、张力腿式平台、牵索塔式平台；固定式平台：混凝土重力式平台、钢质导管架式平台标准：答出斜体字每项1分；细节项缺一项扣0.5分，最多扣3分。

3、什么是移动式平台？什么是固定式平台？各包括什么具体平台？答：移动式平台是一种装备有钻井设备，并能从一个井位移到另一个井位的平台，它可用于海上石油的钻探和生产。

移动式平台包括坐底式平台、自升式平台、钻井船、半潜式平台、张力腿式平台、牵索塔式平台；固定式平台一般是平台固定一处不能整体移动。

固定式平台包括混凝土重力式平台、钢质导管架式平台。

标准：答出斜体字每项1分；细节项缺一项扣0.5分，最多扣3分。

4、什么是船体的总纵弯曲？什么是船体的总纵强度？答：作用在船体上的重力、浮力、波浪水动力和惯性力等而引起的船体绕水平横轴的弯曲称为总纵弯曲，总纵弯曲由静水总纵弯曲和波浪总纵弯曲两部分叠加而成。

船体抵抗总纵弯曲变形和破坏的能力称为船体的总纵强度。

标准：答出斜体字每项1分；细节项缺一项扣0.5分。

5、什么是船体的中拱弯曲与中垂弯曲？答：在波浪状况下，船体内产生的弯矩会较静水中为大。

船舶主要构件结构图船舶各部位名称如图所示。

船的前端叫船首（stem）；后端叫船尾（stern）；船首两侧船壳板弯曲处叫首舷（bow）；船尾两侧船壳板弯曲处叫尾舷（quarter）；船两边叫船舷（ships side）；船舷与船底交接的弯曲部叫舭部（bilge）。

连接船首和船尾的直线叫首尾线（fore and aft line center line,centre line）。

首尾线把船体分为左右两半，从船尾向前看，在首尾线右边的叫右舷（starboard side）；在首尾线左边的叫左舷（port side）。

与首尾线中点相垂直的方向叫正横（abeam），在左舷的叫左正横；在右舷的叫右正横。

船体水平方向布置的钢板称为甲板，船体被甲板分为上下若干层。

最上一层船首尾的统长甲板称上甲板（upper deck）。

这层甲板如果所有开口都能封密并保证水密，则这层甲板又可称主甲板（main deck）,在丈量时又称为量吨甲板。

少数远洋船舶在主甲板上还有一层贯通船首尾的上甲板，由于其开口不能保证水密，所以只能叫遮蔽甲板（shelter deck）。

主甲板把船分为上下两部分，在主甲板以上的部分统称为上层建筑；主甲板以下部分叫主船体。

在主甲板以下的各层统长甲板，从上到下依次叫二层甲板、三层甲板等等。

在主甲板以上均为短段甲板，习惯上是按照该层甲板的舱室名称或用途来命名的。

如驾驶台甲板（bridge deck）、救生艇甲板（life-boat deck）、等等。

在主船体内，根据需要用横向舱壁分隔成很多大小不同的舱室，这些舱室都按照各自的用途或所在部位而命名，如图1-18所示，从首到尾分别叫首尖舱、锚链舱、货舱、机舱、尾尖舱和压载舱等。

在货舱中两层甲板之间所形成的舱间称甲板间舱（tween deck），也叫二层舱或二层柜。

上层建筑分船楼和甲板室两大类型。

所谓船楼是指两侧都延伸至船舷或很接近船舷的上层建筑；甲板室是指两侧不接近舷边的上层建筑。

船舶与海洋工程结构分析摘要：船舶作为一种古老的交通方式，从人类开始活动的那一刻起，就存在着最原始的船只——独木舟。

当时人们利用船身上的木支架来载运货物和人员。

随着人类文明的不断发展，逐步演变成木板船、帆船，最终发展成可以在海洋中航行的大型风帆船。

由于当时技术条件限制，只能使用木制船壳和帆布作甲板，而不能直接制造出具有足够强度与刚度的船体结构来，因此就需要依靠人工造船业来生产。

尽管木材造船技术已有数千年的历史，但其本质并未发生变化。

因为，从古代起，人们就知道利用天然材制造船桨和舵等机械装置。

木制船只的制造是基于工匠们的丰富经验，这些经验一代代传承下来，但并未形成完整的理论体系。

关键词：船舶；海洋工程；结构设计；分析研究引言随着航运业的飞速增长，船舶的数量也在持续上升，这导致事故发生的几率显著上升。

目前，我国在船舶与海洋工程结构的极限强度研究上仍显不足，特别是极限强度，这是限制船舶海洋工程进一步发展的关键因素，因此需要相关领域的专家进行深入研究。

在船舶的开发和研制阶段，操作人员需要对其结构进行准确和有效的评估，并选用高强度的建筑材料，以确保海洋工程项目的安全性。

1船舶与海洋工程结构分析的意义安全性评估：进行深入的分析是非常有益的。

这些评估是以船体为基础进行的。

通过对船舶结构的强度、稳定性、抗风浪能力，以及海洋工程结构的承载能力和抗地震能力的研究，可以确保它们在各种环境条件下的安全运行。

结构设计的优化：通过对船舶和海洋工程结构的深入分析，可以更好地理解它们的受力特性和潜在问题，从而为未来的结构设计提供有力的指导。

通过对结构行为和负荷响应的深入洞察，能够对该结构进行进一步的优化，从而增强其功能、减少材料的成本，并确保满足设计的要求。

节能与环保：分析船舶和海洋工程的结构与节能环保有着紧密的联系。

船舶是一个复杂系统，其内部包含了很多不同类型的部件，这些部件之间相互关联、相互作用，形成完整的动力系统。

通过对结构进行合理的设计，不仅可以降低阻力和能量消耗，还能提升船舶的燃油效率以及海洋工程设施的运行效率。