【开题报告】54000散货船结构强度设计
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开题报告 船舶与海洋工程 考虑船舶运动时远洋集装箱的强度设计 1.远洋集装箱的发展前景 伴随世界经济一体化、贸易全球化和国际航运业的迅速发展,集装箱作为现代化的物流载体及一种先进的运输设备,在全球海上、陆路和航空运输中得到广泛应用,有力地促进了集装箱制造业和运输业迅猛发展。而据有关机构估计,全球贸易超过90%是通过海运集装箱运输进行的,大多数货物是由集装箱船运输的,目前发达国家集装箱化率约在70%—80%。我国外贸进出口货物的90%都是通过海运集装箱运输实现的,外贸货物集装箱化率已经提高到80%以上。2009年,世界集装箱保有量已达到3000万TEU。在经济全球化大趋势的推动下,国际集装箱行业显示出良好、强劲的发展势头。集装箱航运将全世界紧密联系在一起成为世界贸易繁荣的坚实基础。可以说“没有集装箱就没有贸易”,而在世界的许多地区,甚至是“没有贸易就没有繁荣”。我国已经连续17年蝉联世界第一集装箱产销大国地位,2009年全球集装箱销量约为46.5万TEU,我国集装箱销量为45.2万TEU,金额18.64亿美元,已经成为我国现代化运输行业的新的经济增长点。综上所述,集装箱对国际贸易和我国经济的发展至关重要,而我国目前的自行设计、制造和安装调试集装箱生产的能力以及新产品、新技术的设计开发能力还有待提高,因此只有对集装箱的结构和性能有充分的了解,才能生产出安全合格的集装箱,以保证集装箱在运输过程中的安全,进而确保货物的安全。国际集装箱安全公约(International Convention for Safe Containers)是为确保在集装箱装卸和运输过程中的安全为目的的国际公约。该公约在1972年在日内瓦召开的“联合国和政府间海事协商组织”公约要求新集装箱和现有集装箱获得批准。每个批准的集装箱上安装有安全合格牌照。公约中还规定了集装箱的结构、实验和维修保养等的要求。目前,我国关于远洋集装箱的设计、制造还不够成熟,有限元分析计算作为常规设计的重要补充,标准中关于这部分的规定还较少。
舰用冷凝器水室大开孔结构强度及优化设计研究的
开题报告
本文研究的是舰用冷凝器水室大开孔结构的强度及优化设计问题。
冷凝器是舰船发动机冷却系统的核心组件,水室是冷却水流经冷凝器的
必经之路。
舰船在遇到海浪和风浪等恶劣气象条件时,水室的内部压力
将会变化,而水室大开孔结构的强度则影响到整个冷却系统的工作效果。
因此,研究水室大开孔结构的强度及优化设计具有重要的理论和实践意义。
本文将从以下两个方面进行研究:
1.水室大开孔结构的强度分析
首先,需要对水室大开孔结构进行深入的分析,包括其产生应力的
原因、应力的分布情况以及应力集中的位置等。
其次,需要选取适当的
理论方法,将水室大开孔结构进行建模,通过数值模拟等方法计算其应
力分布及强度大小。
最后,需要对研究结果进行分析,找出结构强度不
足的原因,并提出相应的改进措施。
2.水室大开孔结构的优化设计
在水室大开孔结构的基础上,通过结构改进等措施,实现水室大开
孔结构的优化设计。
具体来说,可以考虑调整开孔的大小、位置、形状
以及增加支撑结构等方式,使得水室大开孔结构在保证其功能需求的同时,具备更好的强度特性。
最终,通过对舰用冷凝器水室大开孔结构的强度及优化设计研究,
可以提高其抗风浪、抗海浪等恶劣环境的能力,同时为冷却系统的工作
效率提供更好的保障。
船舶结构与强度分析
船舶结构与强度分析是对船舶结构进行计算、分析及验证的过程,旨在保证船
舶的安全性、可靠性和经济性。
一艘船舶的结构由许多部分组成,例如船体、甲板、船舱等,每个部分都有其具体的强度要求。
在进行结构分析前需要明确船舶的使用环境、航行条件、载货情况等诸多因素。
船舶结构分析一般可以分为三个阶段:静态强度分析、动态强度分析和疲劳强
度分析。
静态强度分析主要用于计算船舶各部分在受静载荷作用下的强度,例如船舶在停泊、装卸货时所受的荷载。
动态强度分析主要针对船体在水中航行时所受的作用力,例如波浪荷载、推进力等。
疲劳强度分析则是通过考虑船舶在长期使用中的疲劳作用,来评估船体在经过多次载荷循环后的损伤情况。
在进行结构分析时需要使用一些专业的软件,例如ANSYS和ABAQUS等。
这些软件可以模拟各种物理载荷对船体的作用,以及船体材料的力学性质。
通过数值模拟分析可以快速得出船舶各部分的强度,并根据计算结果针对性地进行结构设计和优化。
在玩具船到海上大货轮,不同类型的船舶在结构和强度方面都存在着天然的差异。
例如在大型油轮上,可靠性和安全性是最重要的要求之一。
因此,其结构设计需要考虑到较高的载荷和对液态羟基等液体的运输。
而在高速客轮上,需要优化船体的设计,以便在航行时降低阻力和提高速度。
总之,船舶结构与强度分析是保障船舶安全、可靠、经济的重要方法之一。
在
设计和制造的过程中,需要充分考虑各种使用环境和载货情况,以达到最优设计效果。
同时,不断研究和探索新的分析技术和方法,为船舶行业的发展做出贡献。
开题报告船舶与海洋工程5600DWT散货船总体设计一、综述本课题国内外研究动态,说明选题的依据和意义:(一)国内外研究动态世界三大经济全面复苏,推动了全球经济和贸易的发展,也为航运业提供了巨大的市场需求。
2004年美国GDP增长率为4.5% ;日本经济复苏明显,达到3.0%;欧盟为2.6%。
我国经济持续、平稳、较快发展,保持了9.5%的增速[1]。
在2002年国际船市低迷的形式下,散货船订造量较2001年仍有大幅增长,超过油船订造量[2]。
世界散货需求继续保持增长,其中中国成为影响市场需求的主要因素。
有资料显示,中国已经取代日本,成为世界上铁矿石需求量最大的国家。
近几年中国钢铁投资明显膨胀,宏观经济调控措施的紧急出台抑制了类似的扩张行动,但整体钢铁生产保持增长的态势并没有改变[2]。
谈到中国散货船的发展历史,中国船舶工业经济研究中心产业研究部首席研究员张长涛感慨良多。
他说,从改革开放到“十五”末期,这一时期我国造船业全面进军国际市场,船舶企业开始转向出口。
通过大力引进国外先进设计技术和先进管理经验,开展大型船厂技术改造和大型造船设施建设,我国散货船建造实力进一步壮大。
“十五”中后期,我国提出要建设造船大国。
按新船成交量统计,2004年我国在散货船市场的份额仅为16.5%,远远低于日本造船业67.7%的水平。
而到2005年,三大造船基地和新建船厂陆续开始接单,我国在散货船市场的份额迅速跃升至42.3%,与日本造船业44.5%的水平基本相当[3]。
(二)选题的依据和意义20 世纪 50 年代以前没有专用散货船,都是用普通杂货船运输散货。
粮食、水泥等散货的流动性比液体小,都有一定的休止角,因而装这些散货时在舱口围扳内装满后,舱口四周的甲板下仍留有一个楔形空档。
船在海上发生横摇后,散货流向空档,形成横贯整个船宽的自由表面。
出现较大横摇时散货将流向一舷,船随即横倾,在风浪中很容易发生倾覆事故。
据统计,20 世纪50 年代全世界有150 余艘运送散货的船发生海损事故。
1、结构的安全性是指结构能承受在正常施工和正常使用时大概浮现的各种载荷和(或)载荷效应,同时在偶然事件发生时及发生后,仍能保持必须的整体稳定性。
此外,结构在正常使用时,还必须适合营运的要求,并在正常的维护保养条件下,具有足够的耐久性。
2、船体强度计算包括:(1) 确定作用在船体或各个结构上的载荷的大小及性质,即外力问题;外载荷(2) 确定结构剖面中的应力与变形,即结构的响应分析(亦称载荷效应分析);或者求使结构失去它应起的各种作用中的任何一种作用时的载荷,即结构的极限状态分析(亦或求载荷效应的极限值),即内力问题。
响应(3) 确定合适的强度标准,并检验强度条件。
衡准(结构的安全性衡准都普遍采纳确定性的许用应力法)3、通常将船体强度分为总强度和局部强度来研究。
4、结构的安全性是属于概率性的。
5、把船体当做一根漂移的空心薄壁梁(成为船体梁),从整体上研究其变形规律和抵抗破坏的能力,通常成为总强度。
总强度就是研究船体梁纵弯曲问题。
从局部上研究局部构件变形规律和抵抗破坏的能力,通常称为局部强度。
6、作用在船体结构上的载荷,按其对结构的阻碍可分为:总体性载荷、局部性载荷。
按载荷随时刻变化的性质可分为:不变载荷、静变载荷、动变载荷和冲击载荷。
7、总体性载荷是指引起整个船体的变形或破坏的载荷和载荷效应。
局部性载荷是指引起局部结构、构件变形或破坏的载荷。
冲击载荷,是指在特别短的时刻内猛然作用的载荷,例如砰击。
8、结构设计的基本任务是:抉择合适的结构材料和结构型式,决定全部构件的尺寸和连接方式,在保证具有足够的强度和安全性等要求下,使结构具有最佳的技术经济性能。
9、船体结构设计,一般随全船设计过程分为三个时期,即初步设计、详细设计和生产设计。
10、结构设计应考虑:安全性、营运适合性、船舶的整体配合性、耐久性、工艺性、经济性。
11、大多数结构的优化设计都以最小重量(或最小体积)作为设计的目标。
然而,减小结构尺寸、降低结构重量,往往会增加建筑工作量,从而增加制造成本同时还会引起维护保养费用的增加。
《船舶强度与结构设计》课程设计成绩:姓名:潘睿班级:A13船舶4学号:130305401日期:2016/6/12目录1船体结构设计任务书 (1)2船体结构尺寸确定2.1外板 (4)2.2甲板 (6)2.3双层底 (7)2.4舷侧骨架 (8)2.5甲板骨架 (9)3中剖面构件尺寸汇总 (11)4中剖面模数计算 (12)5总强度校核 (15)6第二货舱中剖面结构图 (16)7参考文献 (17)船体结构设计任务书1按CCS颁布的《钢质海船入级与建造规范》(2006年)设计下述船舶的船中剖面结构船型:双甲板尾机型散货船主尺度:船长L=110m船宽B=15.0m型深D=9.0m吃水d=6.5m方型系数C b=0.707该船的纵中剖面草图见图12与设计有关的条件该船主要装运谷物、粮食等散货。
上甲板舱口两侧及货舱船底采用纵骨架式结构,其余采用横骨架式。
甲板间高:H=3m纵骨间距:自9#~131#肋位,s=700mm; 其余s=600mm双层底高:第一货舱h=2.2m; 其余H=1.3m舱口宽度:b=8m舱口长度:按说明选取最大静水弯矩(压载出港):M s=13876t.m船容系数:η=1.51m3/t(即装载率r =1/1.51=0.66 t/m3)上甲板货物计算载荷p=1.3t/m2要求设计第二货舱中的横剖面结构。
该横剖面草图见图2。
设计甲板骨架若需支柱时,规定在货舱内只设在中心线上,如图3所示。
推荐纵骨间距为600mm或700mm。
3提交作业a)船体结构设计计算书。
b)用1:50的比例绘出设计横剖面的结构图。
计算书包括:(a)对设计船特征(船型、主尺度、结构形式等)的概述,设计所根据的规范版本的说明等;(b)按船底、船侧、甲板的次序,分别写出确定每一构件尺寸的具体过程,并明确标出所选用的尺寸。
注意事项:计算书应简明、清晰、便于检查。
结构图应符合船舶制图规定,图上所标构件尺寸应与计算书中所选用尺寸一致。
4货舱设计方案该设计可采用下述两种方案之一:(1)第一货舱:舱口从108#~124#肋位,舱口长l=11.2m第二货舱:舱口从77#~93#肋位,舱口长l=11.2m第三货舱:舱口从43#~59#肋位,舱口长l=11.2m骨架采用常规结构形式。
船体强度和结构设计随着现代技术的不断发展,船只的生产和运营已经成为了一个高度专业化、技术含量极高的行业。
在船只的制造和使用过程中,船体的强度和结构设计对于整个船体的安全性和使用寿命有着至关重要的作用。
船体强度的设计是指,在各种环境和使用条件下,船体能够承受的最大力量和刚度。
为了保证船只的强度和安全性,船体的设计需要遵循一定的规范和标准,如国际海事组织(IMO)的规定、船级社的认证要求等。
一般来说,船体强度的设计包括了以下几个步骤:第一步:确定载荷船只的使用环境和任务不同,需要承受的载荷也不一样。
因此在进行船体强度设计前,需要确定船只承受的载荷类型和强度。
例如,对于运输散货的散货船,需要考虑到船体承受的自由液面荷载、海浪力、风力等多种载荷。
第二步:计算刚度和弯曲在船体强度设计中,需要对船体的刚度和弯曲进行计算和分析。
这是因为船只在航行中会受到各种冲击和力量的作用,比如海浪、风力等。
如果船体刚度不够或弯曲过大,就会导致整个船体的变形或损坏,从而影响船只的安全操作。
第三步:确定材料和结构根据船只承受的载荷类型和强度,以及对船体刚度和弯曲的计算,可以确定所需的船体材料和结构。
船体结构的设计通常分为纵向结构和横向结构两个方面。
纵向结构用于支撑船体的长度,包括船首、船尾、船面等。
而横向结构则用于支撑船体的宽度,包括船甲板、船壳等。
第四步:进行强度校核和验证一旦确定了船体的材料和结构,就需要进行强度校核和验证。
这个过程通常涉及到各种力学和材料学知识,包括疲劳寿命、断裂韧性、弯曲应力等。
校核和验证的目的是通过模拟船只在各种载荷情况下的应力和变形情况,来确保船体的强度和结构是安全的。
总之,船体强度和结构设计是保证船只安全和长期使用的重要环节。
只有在严谨的设计和校核过程中,才能保证船体设计符合规范,安全可靠。
开题报告船舶与海洋工程14000吨级多用途货船结构强度设计一、综述本课题国内外研究动态,说明选题的依据和意义:多用途船是指具备多种用途功能的船舶。
广义的说,凡能装运两类以上货物的船舶都可称多用途船。
不过,一般所讲的多用途船是特指多用途干货船。
干货的品种很多,按其对船舶性能及设备等的要求可归纳成五类,即件杂货、散货、集装箱、重大件货及滚装货。
所以多用途船的目标,就是高效率地载运这五类货[1]。
多用途船是进入60年代以后世界各主要造船国家竞相发展起来的。
目前,多用途船力求向广泛多用性方向发展,按其对货类的载运能力来分析,建造的多用途船主要可划分成四类:1)以载运集装箱为主的多用途船。
2)以运输重大件、特长件为主的多用途船。
3)兼运集装箱及重件货的多用途船。
这类船将上述两类多用途船的特点和功能结合在一起。
4)兼运集装箱及重货、滚装货的泛多用途船。
多用途船的最基本要求是如何高效率地载运多种货类。
由此,构成多用途船相应的一些特点:1)大多数多用途船从载运多种类型货物的方便性出发,设置两层甲板。
有的船为适应装运汽车和不宜重压货物的需要,设置多层甲板或活动甲板。
2)多用途船的机舱绝大多数在尾部,对于机舱布置在尾部确有困难的船舶,才将机舱适当前移。
3)多用途船的型宽常比普通货船要大,因多用途船常装运甲板集装箱或甲板货以提高载货能力,故从稳性要求需取较大的船宽。
型深主要从装运的货物对舱容的要求出发,大多数从装运集装箱所需的层数出发确定,亦即考虑集装箱的高度、层数、必要的间隙及舱口围板高度等来确定型深[2-5]。
从世界各国的发展情况来看,多用途船建造市场在经历了20世纪60、70年代的黄金发展期以后,70年代末,由于航运市场的需求发生了重大的变化,多用途船建造数量急剧减少。
但是,近十年以来,多用途船建造市场重新开始复苏,并呈现出平稳的发展态势,1996至2007年年平均订造量保持在125艘左右,尤其是2007年,多用途船的订造更是达到了一个顶峰,年新船成交量达到226艘、355.7万载重吨,创历年多用途船新船成交量的新高[6]。
船舶结构强度分析及设计优化船只是人类历史上的重要交通工具之一,它不仅可以通过水路连接各个地区,还可以承担货物和人员的运输任务。
但是,船只的安全性是最重要的,因此在每次设计和建造船只时,船舶结构强度分析和设计优化是非常重要的。
这篇文章旨在探讨如何进行船舶结构分析以及如何进行设计优化。
一、船舶结构强度分析在设计一艘船时,船舶结构强度是非常重要的,因为不光是船只的空间大小和灵活性需要考虑,还要考虑到船只能够在较恶劣的天气条件下安全地完成航行任务。
在进行船舶结构强度分析时,需要考虑以下因素:1. 负载情况船舶有多种不同的负载情况如:自重、船员、货物、燃料和水。
每一种负载都会增加船舶的重量,同时也会对结构强度产生影响。
因此,需根据实际负载情况进行船舶结构强度分析。
2. 力学要求在船只设计过程中,要考虑到船只能在恶劣的海洋环境中顺利航行,因此船只的结构必须能够承受气流和波浪的作用力。
船只设计时必须满足三个力学要求:剪切力、弯曲力和扭曲力。
3. 材料强度在船只设计过程中,需要考虑船只的材料强度。
通常船只在建造过程中会使用不同材料的组合,如钢铁、铝等。
因此,要进行材料强度分析,以确保船只材料本身的强度能够满足任务需求。
二、船舶设计优化进行完船舶结构强度分析后,接下来就是设计优化。
在船只设计中,只有满足以下几个方面,才能让一艘船只成为安全、高效和经济的船只:1. 减轻船只重量对于船只设计来说,重量已经是一个非常重要的方面。
因为船只的重量越轻,船员的航行成本也就越低。
船只重量的减轻可能可以通过改变船只的材料、结构和形状等方面来实现。
2. 提高航速为了让船只航行速度更快、航程更长,设计师需要在船只速度、船体设计和动力装置方面进行优化。
最终目标是提高船只的速度和性能,同时保持船只的稳定和可靠性。
3. 节油减排现在许多国家都提倡低碳环保的理念,国际海事组织为此颁布了许多关于船舶排放的法规。
因此,在船只设计过程中,需要考虑如何减少船只的能源消耗和减少对环境的影响。
船舶结构的强度分析船舶作为一种重要的水上交通工具,其结构的强度对船舶的安全和运行能力至关重要。
船舶结构的强度分析是对船舶结构在不同负荷情况下的性能进行评估和预测的过程,它在船舶设计、制造和运营中起着重要的作用。
一、船舶结构的强度要求船舶结构的强度要求是为了确保船舶在各种复杂的工作条件下仍能够承受各种力学载荷,并保持结构的完整性和稳定性。
船舶在航行中会受到来自波浪、风力、潮流等外部力的作用,同时还要承受自身的结构重量以及载货量的影响。
因此,船舶结构的强度分析需要考虑这些作用力,并进行综合分析。
二、船舶结构的强度分析方法船舶结构的强度分析一般通过有限元分析方法来进行。
有限元分析是一种数值分析方法,它将结构划分为许多小的有限元,通过计算每个有限元的应力和应变,并进行相应的求解和模拟,从而得到结构的强度分布和整体性能。
有限元分析方法不仅能够更真实地反映船舶结构的受力状态,还具有较高的计算精度和计算效率。
三、船舶结构的强度分析参数在船舶结构的强度分析中,有一些重要的参数需要考虑,如材料的力学性能、船舶的尺寸和形状、载荷分布以及液体和气体的影响等。
不同的船舶类型和用途,其结构的强度要求和分析参数也会有所不同。
例如,客船和货船对结构强度的要求可能不尽相同,因此在分析时需要根据实际情况进行合理的选择和设置。
四、船舶结构的强度优化在船舶结构的强度分析过程中,一般会通过一系列的试验和仿真来验证结构的强度性能,并根据结果进行优化设计。
强度优化的目标是在满足强度要求的前提下,最大程度地减少结构的重量和成本,提高船舶的运载能力和经济效益。
优化设计可以通过调整结构参数、优化材料选择和改进制造工艺等途径来实现。
五、船舶结构的强度分析的应用船舶结构的强度分析在船舶领域广泛应用,可以用于新船舶的设计和建造,也可以用于现有船舶的评估和维修。
在新船舶设计过程中,通过结构的强度分析可以评估各种设计方案的可行性,并确定适当的结构参数和材料选择。
开题报告船舶与海洋工程化学品船结构强度规范计算一、综述本课题国内外研究动态,说明选题的依据和意义国内关注的是当代大型化学品船技术经济分析研究,船舶是一种技术复杂、投资大、使用期长的运输工具,从其设计、建造到投入营运需要经过一个相当长的阶段,因而必须对其技术经济可行性进行科学的研究和论证。
而在众多的船型当中,化学品船又是高技术、高附加值船舶,是近期国家重点开发的一类船舶。
从第一艘由单底油船改建成开始,化学品船发展到现在已经有50多年的历史,己经在世界运输船队中占有一定的比例,并且其船队保有量仍然保持着较高的增长速度。
技术经济学可以说是一门交叉学科,跨技术科学和经济科学两个领域。
它以技术科学为对象,指导技术科学的发展,提高其水平。
技术经济学的研究对象是研究技术经济活动中的经济效益问题,其任务是以技术经济学的理论和方法,通过技术比较、经济分析和效益评价等活动,从众多方案中合理地选择较优的技术方案;为制定技术规划、技术政策等提供依据;也为推广各种先进技术、发展新技术指出方向。
因此必须明确,技术经济学研究的目的是建立在一定技术基础上的经济效益最佳,而不仅仅是技术最佳。
所以要充分理解技术和经济二者之间的辨证关系:没有经济意义的技术是没有生命力的技术,而落后的技术也不会产生好的经济效益。
国际关注对化学品船温度控制系统的研究。
随着经济和贸易的发展,各种特殊物质的运输已经成为值得关注的问题,为此,新型化学品船应运而生.化学品船主要指运载除石油、成品油及液化石油气体以外的各种液、固态化学品货物的船舶,它是一种国际造船和航运界公认的高技术、高附加值的新型船舶之一.由于化学品的特殊性,其运输中的安全和环保问题必须得到保障,因此,开发并研究出符合最新国际公约规则的要求并具有一定前瞻性的化学品船对于中国参与国际船舶市场竞争显得尤为重要.目前,新型化学品船在许多技术装备、工艺和设计技术等方面在中国尚属空白,因此该领域的研究对中国自行设计和建造高附加值、高新技术的船舶产品方面有重要意义.因此针对化学品船的运输特性,对其中液货安全最直接的温度监测和加热控制系统进行了研究,以解决高黏高温货品的运输和装卸问题,达到安全、高效运载特殊化学品的目的.通过对该系统的研究,为解决化学品船设计和建造方面的一些关键技术,建造新型化学品船做好技术准备.根据IMO关于国际散装运输危险化学品船舶结构和设备规范IBC Code[2],化学品船运载的货品通常指在37.8℃温度时饱和蒸汽压不超过0.28 MPa的化学品,其中凝固点高于0℃及其以上的货品称为高温货品.出于如下原因,这些货品在运输过程中要进行加热处理: (1)黏度高的化学品通过加热,使其黏度降到可泵黏度范围内,实现用泵装卸货品;(2)避免货品在温度低时产生结晶,在货舱内形成沉淀物;(3)有些在常温下固体态的货品,是在熔融状态下用船舶运输的;(4)出于货品本身的化学稳定性要求,某些货品必须保持在某一温度范围内。
交通大学航海学院船舶强度与结构设计课程设计说明书课题:船舶强度与结构设计专业:10船舶与海洋工程班级:四班学号:10960201学生:王雪指导教师:敬东日期:2013.6.25目录一、船体结构设计任务书二、船体结构尺寸确定1、外板2、甲板3、双层底4、舷侧骨架5、甲板骨架6、支柱三、第二货舱中剖面结构图四、参考文献船体结构设计任务书1、按CCS颁布的《钢质海船入级与建造规》(2009年)设计下述船舶的船中剖面结构(船型:双甲板尾机型干货船)船长L 99.0米船宽B 16.4 米型深D 9.3 米吃水d 6.5 米排水量7500 吨L/B 6.036585>5B/D 1.76<2.5方形系数Cb 0.70>0.6(满足规要求)2、与设计有关的条件该船主要装运杂货。
上甲板舱口两侧及货舱船底采用纵骨架式结构,其余采用横骨架式。
甲板间高H 3米纵股间距s 自9#~131#肋位,700毫米;其余600毫米双层底高h 第一货舱2.2米;其余1.3米舱口宽度b 8米舱口长度l 16米最大静水弯矩(压载出港)14276t.m舱容系数η 1.51立方米/T(即装载率r=0.66T/立方米)上甲板货物计算载荷p 1.3T/立方米3、课程设计报告要求(1) 编制船体结构设计计算书(2) 绘制设计横剖面的结构图用1:50比例绘制。
船体结构尺寸确定一、外板厚度计算校核1.船底板(1)按规2.3.1.3要求,船底为纵骨架式时其船中部0.4L 区域的船底板厚度应不小于下式计算所得之值:bF L s t )230(043.01+= mm ; b F h d s t )(6.512+=mm式中:s=0.7m,L=99m, d=6.50m,F b =1.0,按2.3.1.2规定,h 1= 0.26C , 计算时取不大于0.2d ;按2.2.3.1规定,9.7)100300(75.1023=--=L C h 1=0.26c=0.26×7.9=2.054m因2.054大于0.2d=0.2×6.5=1.3m ,因此取h 1=1.3m所以得:9029.91)23099(7.0043.01=⨯+⨯⨯=t9480.101)3.15.6(7.06.52=⨯+⨯⨯=t实取t=12mm(2)离船端0.075L 区域的船体板厚度t 按规2.3.1.4要求应不小于按下式计算所得之值:b s sL t )6035.0(+= mm式中:L——船长,m;s ——肋骨或纵骨间距,m,计算时取值应不小于s;bs——肋骨或纵骨的标准间距,mb根据1.2.8。
船舶结构强度分析与优化设计船舶作为一种重要的运输工具,在现代社会中扮演着非常重要的角色,无论是货船还是客船,船舶的结构设计与强度分析都是至关重要的。
这篇文章将从船舶结构的组成、船舶强度分析和船舶优化设计三个方面来讨论船舶结构强度分析与优化设计的相关问题。
一、船舶结构的组成船舶的结构具有极高的复杂性,通常包括甲板、墙壁、船底、甲板支撑结构等各个方面。
船体作为船舶的重要部件,主要由船体板、船肋和船体水箱组成。
船体板通常由锅炉钢板或碳钢板制成,是一种薄板,用于板条、托板和补板的修补。
船肋是船体的骨架,由数百或数千支钢管组成,承受船体的荷载,并使船体保持自身的形状。
船体水箱是为了控制波浪和船体倾斜而设置的,通常位于船舶两侧。
二、船舶强度分析船舶的强度分析主要包括船体结构分析、船舶稳性计算和应力分析。
船体结构分析主要是为了确定船体整体的结构、尺寸和相互关系,以便于计算船舶的总体稳定性、强度和安全性。
船体结构分析通常包括以下几个方面。
1. 系统布局和外覆面积。
船体的主体结构通常由船体板、船肋和甲板等三部分组成,其设计需要考虑船身形状、布局、面积、强度和船体总体稳定性。
大型船舶结构复杂,需要考虑多个系统的空间布局和相互锁定关系。
2. 船底的强度和稳定性分析。
船舶的稳定性和强度分析是基于船体底部结构进行的。
除了设计船底锅炉板、船肋和框架等支撑结构外,还需要考虑船底水箱的设计,以确保水箱的大小和位置不会影响船舶的总体稳定性。
3. 垂直结构和平面结构分析。
船体的垂直结构通常由船壳、底板、甲板、舱壁、甲板支撑等组成,而平面结构包括船室的位置和大小以及动力系统的布局等。
船舶设计师需要设计结构以适应船舶的运营条件,考虑不同的载荷、海况和船员人数。
4. 船体板的校核和应力分析。
船体板的设计和计算需要考虑多个因素,如最大应力、板的重量、板的厚度以及板的变形等。
应力分析需要计算各个组成部分所受的最大荷载和应力水平,以便确定最佳设计方案。
开题报告船舶与海洋工程4500DWT散货船的初步设计一、综述本课题国内外研究动态,说明选题的依据和意义散货船自20世纪50年代中期出现以来,总体上持着强劲的增长势头.在国际航运业中,散货船运输货物运输的30%以上.由于货运量大,货源充足,航固定,装卸效率高等因素,散货船运输能获得良好经济效益,散货船已成为运输船舶的主力军.随着世经济的发展,散货船运输仍将保持较高的增长势头。
散货船作为三大主流船型之一,不仅有巨大的市场需求,而且我国拥有明显的竞争优势,应当成为中国走向世界第一造船大国进程中重点发展的一种船型。
随着国民经济的飞速崛起,我国内地和沿海内外贸易得到了迅猛发展,航运事业亦随之高速增长。
适宜江海直达和航行于东南亚、日本、韩国的国际航线2000~5000吨级的散货船受到我国中、小型航运企业的关注。
据劳氏船级社统计数据,2003年日本、中国和韩国等三国的总市场份额超过95%,完全垄断了全球散货船建造市场。
日本和中国是最主要的散货船建造国家,韩国市场份额呈下降趋势,欧洲几乎已完全退出散货船市场(仅罗马尼亚和乌克兰等少数欧洲国家建造少量散货船)。
今后韩国仍将把重点放在LNG船、集装箱船和油船上,不大会大规模进入散货船市场。
显然,日本是中国建造散货船主要的也是唯一的竞争对手。
把我国建设成为世界第一造船大国是我国船舶工业当前最紧迫的任务。
为了首先从造船产量吨位上超过日本和韩国,我们在相当长时间里必须要把开发设计和建造的重点放在建造比较容易的那些常规普通船舶上,而散货船恰恰符合这样的要求。
首先,散货船拥有巨大的市场需求。
2006—2015年世界新船需求总量中,41.5%的新船需求为散货船。
其次,在散货船建造方面,我国的开发设计已达到一定水平,拥有较强的船体加工装配能力和配套能力,也积累了较多生产经验。
散货船作为三大主流船型之一,不仅有巨大的市场需求,而且我国拥有明显的竞争优势,应当成为中国走向世界第一造船大国进程中重点发展的一种船型。
船舶结构的强度设计及其结构优化船舶是一种大型水上运输工具,由于需要在海洋等恶劣环境下运行,其结构强度尤为重要。
本文将介绍船舶结构的强度设计及其结构优化的相关内容。
一、船舶结构强度设计根据船舶所受力的不同分为船体结构和船载设备。
船体结构是船舶主要结构,其承载着风浪、海况、载货等各种横向、纵向应力。
船载设备则是指在船体上的各种设备,如主机、辅机等设备。
船载设备相对于船体结构,受到的力相对较小。
根据船舶的功能、载重量、运行区域、船型、设计标准等多种因素进行强度设计。
船舶强度设计主要包括100%载荷和不同载荷情况下的计算。
在100%载荷下,对船体结构进行强度计算,以满足各项强度要求。
在不同载荷情况下,则需对船体结构进行振动、疲劳、可靠性和船体姿态改变等计算,以保证船舶在不同工况下的安全运行。
设计过程中,需考虑船体形状及各部件的安装位置、可操作性、可维修性和预防腐蚀等问题。
船舶的强度设计需考虑的因素很多,且相互关联,如何将各项要素综合考虑成为造船工程师需要解决的难题。
二、船舶结构的优化船舶结构优化可以通过多种方式实现,例如运用新材料、优化船体形状结构、调整特定部位厚度等。
以下是几种常用的优化方法:1. 借鉴飞机结构设计思想:飞机航空工业中有很多先进的设计思想值得借鉴。
通过改进船体结构,设计出更加轻量化的船舶,降低船舶自重,提高承载能力。
2. 运用新材料:随着科技的不断进步,新材料不断涌现,如高强度钢材、复合材料等。
运用这些材料可以在保证强度的同时实现减重和减少船舶阻力等目标。
3. 优化船体结构:在船体结构中采用优化的强度计算方法,提高船体抗弯、抗扭和抗压强度,从而实现船体结构整体优化。
4. 针对特定部位进行厚度调整:通过电子计算机模拟,确定船舶特定部位,特别是吃水线以上部位的结构大小,对其进行厚度调整,从而实现船体结构置换和优化。
在实际应用中,可以通过不同方法的结合来完成船舶结构的优化。
例如,通过采用新材料,可以制造更轻量化的船舶,然后在船体结构上进行进一步优化。
开题报告
船舶与海洋工程
54000散货船结构强度设计
一、综述本课题国内外研究动态,说明选题的依据和意义:
自上世纪七八十年代以来,干散货船得到了迅猛发展,据Drewry 统计,
目前干散货船队规模已达到4.5 亿载重吨左右[1]。虽然近几年国际航运市场低
迷,船队运力闲置情况较严重,但据辛浦森航运咨询有限公司(SSY)研究中心主
管John Kearsey 预测,依靠中国和印度等新兴市场的贸易大幅增加和发达国家
经济的缓慢复苏,干散货海运贸易仍将呈现超过年8%的增幅。全球干散货船队
运力规模呈现持续上升的趋势,而受益于干散货行情和铁矿石定价谈判的落
实,干散货渐次走出了低迷行情。在干散货行情重新高涨的背景下,航运企业
新建干散货船的热情再起[2-3]。
干散货船兴盛的背后,也让我们看到了一些不谐现象:在2000年3月23
日一艘满载50000吨盐、PRS级的Panamamax散货船LeaderL(1977年日本建
造)在距加拿大海岸500海里的水域,在未遭遇恶劣天气的情况下,船体突然开
裂,该轮在不到一分钟的时间内便折断沉没,造成了32名船员中有19人失
踪。而在LeaderL沉没三个月后,满载矿石的BV船级Capsize散货船
Treasure(1983年日本建造)在南非好望角,第四货舱右舷船壳板在海况并非十分
恶劣的情况下被撕开长度约14米、高约10米的口子,造成海水大量涌入货
舱,在坚持数小时后因该轮实际承受的弯距远远超过允许极限值,逐渐沉入海
底。2000年7月6日挪威海事当局向IACS提交了1997年2月8日在距挪威海
岸仅30海里的水域,满载的RAIN级Handysize散货船 Leros Strength(1976年
日本建造)沉船的事故调查报告。此起沉船是在船长向海上救助中心报告发现船
头己被海水淹没的3分钟后,便失去与救助中心的联系沉入海底,20名船员无
一生还[4]。
海损事故的不断发生,让我们不得不深思干散货船的安全问题。根据劳氏
海事信息服务(LMIS)海事数据库显示,对于载重量大于2万吨的散货船(指装载
干货的散货船),自1978至1998年共发生3058起海难事故,普遍认为在许多
散货船失事的案例中,导致灾难发生的直接原因是结构设计不合理。这就体现
了结构可靠性在这种船型的安全性评估中的重要性[5]。
一般在进行船体强度的考虑时,最普遍的三种强度为船体的纵向强度、横
向强度和局部强度。以上这三种强度里,船体的纵向就是船体梁的总纵强度。
在船体结构设计领域中,船体总纵极限强度是船舶设计的一项重要指标,它对
结构的安全性产生巨大的影响,一旦引发事故,会造成极大的损失和危害,因
此如何有效地预测船舶结构强度成为迫切需要解决的问题[6]。就目前研究水平
而言,各个国际大型的船级社在其规范中最主要的还是采用了线弹性理论的弯
矩表示船体弯曲承载能力。不过,伴随着人们逐渐对船体破坏原理的深入认
识,总纵强度概念有了进一步的深入[7]。
国外的caldwell将加筋板所构成的船体结构理想化为厚度一定的板格,并
且船体总纵强度估算作剖面的全塑型弯矩[8]。1975年,Faulknerti有对上面的理
念进行了进一步的深化[9]。他建议建立一个设计方法通过它来去计算屈曲强度
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,最后有一位名叫Smith的教授
提出的观点才一使得以上的问题有解决,其实Smith的观点可以看做是
Caldwell方法的延伸
[10]
。
国内的不少学者也对船体强度的研究做出了很多卓越的贡献。比如刘向东
在文献[11]详细阐述了船体强度理论以及结构力学、强度计算等方法;聂武、孙丽
萍在文献 [12]比较详实的介绍了一系列有关理论:单跨梁的弯曲理论、力法、能
量法、杆系的稳定性、矩形板的弯曲和稳定性;沈华在文献《船舶稳性与强
度》[13]一书中分别介绍了船体纵向弯曲强度、船体纵向扭转强度以及船体局部
强度等等。
目前,民用船舶的结构设计主要是根据船舶检验部门或船级社颁布的有关
规范来进行设计的。近几十年的发展中,规范的改变和发展对于船体结构计算
技术的发展做出了不可替代的作用[14]。
近年来,随着人们对船舶安全性和环保性的日益重视,国际海事组织
(IMO)对原有的公约、规则进行了一系列修订,出台了更加严格的公约、规
则。例如淘汰单壳油船,制定共同结构规范,提高油船、散货船安全性的其他
规则及批准有关环保条约等。散货船结构规范的不断更新:2008版及2009版
CCS散货船结构规范在与以前版本相比较时表明,母型船的结构强度虽然满足
旧的规范要求,但是新船型的结构需要进行加强,因此新规范的修订有利于船
舶结构设计的优化[17]。而在强度校核方面:相对于传统的散货船强度校核的要
求,2002 年国际船级社协会( IACS) 发布了统一要求S25 “散货船协调附加标
志及其对应设计载荷工况”。 要求凡是国际船级社协会成员的150m 及以上的
散货船的配载仪及装载手册中都必须提供货舱载货量限额与吃水的函数关系,
并要求在航运中应用该函数关系曲线对散货船局部强度进行控制[18]。
虽然现今散货船大都朝着双壳化、大型化发展,但市场上对57000DW大灵
便型散货船需求任很高,它是集灵活性、大载重量、低耗、环保于一体的标准
型船舶。而近几年散货船江海联运的概念的提出,使得不少50000吨级的散货
船开始了这方面的研究。其中上海船舶研究设计院设计了为航行于国内远海航
区及南京以下长江各港口的江海直达45000DWT散货船[21]。而散货船的多用途
化也是未来发展的重点,在装运散货、干杂货、散装谷物的同时也可以装重货
如集装箱等。
一直以来,人们对散货船的研究就没有停止。作为当今世界的主流船型之
一,散货船在人们的生产生活中扮演者重要的角色。未来散货船的发展趋势主
要体现在江海联运、多用途化、使用的年限增长、环保和自动化程度提高等几
个方面,但是船舶的结构强度永远是重中之重。尽管船舶事故尽管在各种交通
事故中的比例是最低的,但仍难以满足当今社会追求与环境和谐、寻求可持续
发展的更高要求。在任何国家,一旦发生船舶破损等海事事故立即就会引起社
会的高度关注,给海事界带来巨大压力。为了建造更坚固的船任然需要对散货
船的结构强度进行不断地研究。因此,对54000散货船结构强度设计是十分必
要的。
二、研究的基本内容,拟解决的主要问题:
1. 船舶结构设计;
2. 运用规范法进行船舶强度计算;
3. 优化结构。
三、研究步骤、方法及措施:
四、参考文献:
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