好望角CAPESIZE散货船优化设计报告Word文档下载推荐.docx

1、结构设计以 CSR 要求进行计算， 并满足永久检测通道的要求， 减少检测通道的栏杆 , 对本 船结构进行修改。对结构进行三舱段的有限元分析，此类分析在船舶领域属于使用新技 术在船舶上面的应用，让船舶结构的应力分析更加准确。同时在结构计 算方面，使用最新的计算软件，且考虑了疲劳和腐蚀因素的影响。关键词：双壳散货船；总体性能1， 在国际共同结构规范 CSR （Common Structure Rules） 的生效，所有 船长大于 150m 以上散货船均需要满足此规范，尤其对船体结构要 有较大变化，为适应市场需要， 在国际市场上占据有利的竞争优势， 本公司对 174，000DWT 好望角型双壳散货船

2、 （简称母型船 ）在深受 船东青睐的基础上，开发研究出 177，000DWT 双壳散货船。本船 在总体性能、线型、 船体结构布置和设计等方面皆保证最新规范要 求，且满足进入法国敦刻尔克东港的条件。当前，在国内外此类船 型较少的情况下，在开拓国际市场既有一定的竞争力和先进水平。2， 本船应满足下列要求：（1）. 船级社 DNV 的相关规定。（2）. 主机推进轴线适当降低，并优化线型使本船排水量比母型船增 加约 5000 吨。（3）.型深增加0.2m,由24.65m改成24.85m,结构吃水增加0.1m,由 18.2m改成18.3m,货舱口围板高度减少0.1m由原来的0.9m改成0.8m,主甲板梁

3、拱不变1.1m;货舱口盖高度不变1.0m。这样使主 尺度仍然满足进入法国敦刻尔克东港装卸煤和矿砂的要求。（4）. 船体结构设计要满足国际散货船船体结构共同规范 CSR 以及 2008年前生效的国际公约、 规则和修正案和入 DNV 船级社的相关 规定。（5）. 主机型号改为 SULZER 6RT-flex68T-B.二， 开发研究的关键技术1， 使用最新的结构计算软件使船体结构尺寸满足最新的共同结构规范 CSR 的要求；2， 线型优化，获得降低阻力，提高性能的较佳线型；3， 确定满足法国敦克尔克东港的入港要求和设计排水量的主尺 度；4， 按照规范要求进行 FEM （有限元分析）计算，由于该计算在

4、国 际上处于摸索阶段，这方面计算是和 DNV 进行合作三，开发研究的主要内容1,母型船参数主要尺度LENGTH ALL OVERabt.289.0mLENGTH BETWEEN PP.278.2BREATH MOULDED45.0DEPTH MOULDED24.65DESIGN DRAUGHT16.5SCANTLING DRAUGHT18.2DEAD WEIGHT A T DESIGN DRAUGHT155,000 tDEAD WEIGHT A T SCANTLING DRAUGHT174,000 tCARGO CAPACITY186,000 m32,主尺度调整原计划本船将由母型船的垂线间长

5、278.2m增加一个肋位的距离即0.8m而达到279.0m,从而使本船的排水量满足设计需要。经过论证在不 需要调整垂线间长的情况下，对线型的修改完全可以达到设计排水量的 要求，并减少由船长的增加带来的空船重量的增加，虽然对航速有一定 的影响，经线型的优化和计算，基本可以达到航速的要求。故而确定本 船的垂线间长仍为278.2m。最后由水池试验也证明了原船长的可行性。型深为原来的24.68m改为24.85m,结构吃水由18.2m改为18.3m, 货舱口围板高度由0.9m改为0.8m,主甲板梁拱不变为1.1m,舱口盖高度不变为 1.0m, 这样使主尺度满足进入法国敦刻尔克港装卸煤和矿砂的要求（敦刻尔

6、克东港要求船舶吃水14.2m时货舱口盖顶距水面13.7m,即船 基线到货舱盖顶部高度不能大于 27.9m）。型宽保持不变,仍为 45.0m。调整后本船主要参数：24.8518.3155,800 t177,000 t187,000 m33,空船重量、重心估算本船空船重量是在母型船资料基础上进行的计算, 减去母型船的部分 结构重量并加上由规范引起的增加重量。空船重量的计算结果见“空船重量、重心计算书” 。4， 型线设计与优化本船在长度 Lpp 和宽度 B 和母型船保持基本不变的情况下， 要满足设 计排水量和航速的要求，对母型船的线型进行了深入的优化设计。在国际知名水池试验室瑞典 SSPA的模型试验

7、后绘制了本船的线型。本船最后线型保持了原母型船的首部侧投影外部轮廓，并大幅度修改 了首部线型，相对于母型船首部线型略显肥大，使其排水量增加。但球 鼻首根据母型船的航行效果来看比较满意，只有略微修改。尾部线型由于主机轴线的下降，使本船的线型在尾部修改较大，轴线 以上的线型肥大用来保证本船排水量。船中部分，对舭部半径进行了修改，由原来母型船的 1.9m 改成现在 的 1.2m。以上所述的线型修改，其主要目的，是在满足设计航速前提下尽量达 到船舶排水量的要求。在优化中改变的线型尽量使其对船舶阻力所产生 的不利影响减到最小。经过船体的后续计算 （完整稳性和航速计算 ）本船线型的改进基本达到了设计要求。

8、5， 结构设计本船典型横剖面是 FKAB 公司和 DNV 船级社，按最新共同结构规范 的要求使用最新的 DNV 结构设计软件 NAUTICS HULL 完成的。本船相 对于母型船有以下几个技术要点：（1）,典型横剖面计算。本船典型横剖面，按最新共同结构规范的要求下进行的计算。结合最 新规范的特点，本船横剖面的计算具体可以归纳如下： NAUTICS HULL 软件的独特结合规范的特性，以及带有 BUCKLING 校 核和各种工况载荷分析，使其结构最优化设计。并在结构计算报告中给 出规范所需的最小要求和所需的腐蚀余量，便于我们的进一步优化结构 尺寸。结构尺寸计算，具体如下：舷侧外板首先高强度钢的适

9、用区域没有变化，修改外板的舷顶列板的厚度为20.0NV E36。由于buckling计算得出的结果，相比在母型船的板厚 27.0E36 减小很大。具体参见结构计算书。同时，中间舷侧外板厚度由原来21.5改成了 17.5，舷侧外板的计算最危险的情况均为 S+D Sea fP1 Sagging 此种装载状态。这类状态舷侧所受的压载舱的内部水压力非常大。舭部板，舭部板在S+D Sea fP1 Sagging的装载状态下计算得到了该板板厚为19.0 NV D32 .比母型船增加1mm.内底在计算内底时，对内底板产生最危险的装载状态就是 S+D Hbulk f H1Sagging。 内底板在 Hold

10、1,3,5,7,9中，在 S+D Hbulk f H1 Sagging 状态下， 中间板取板厚 23.0，其余板厚均为 26.5。其中， Buckling 对内底板的板 厚影响不大，对内底板板厚取值还应考虑腐蚀和装卸时抓斗对底板的影 响。除中间板外，实际计算的裸板厚 （不计算腐蚀 ）为 19.35mm, 而我们实 取了 26.5mm,这个取值仍是规范要求的最小值，可以看出新规范对底板 要求比较严格。具体取值及计算参见结构计算书。舷侧内壳舷侧内壳底部第一块板厚在最危险的装载工况（ S+D WB b H1Sagging）时计算裸板板厚要求为15.18实取17.0。相对母型船15.5板厚 变化较大。

11、舷侧内壳其他板厚均变化不大。顶边舱底部板由计算书可以看出板厚变化较大的是与舱口围板相连板,母型船为 27.0 D36, 本船经过计算由 Buckling 决定的板厚 21.5即可以满足要求, 对此本船取用了 22.0 NV D 36。甲板板厚本船强力甲板中间有大开口,所以板厚为 35.0,计算的结果和实际取 值变化很大, 从结构计算书中可以看出。 甲板最危险的状态为 （S+D WB b R2 Hog P和S+D WB b R1 Sag p）可以看出双壳散货船的甲板计算一般都 得考虑 Sagging 和 Hogging 两种状态。内底纵桁内底纵桁由计算书可看出，起决定因素是buckling,结果

12、一般都是local stress计算结果的10倍左右。骨材通过对比，由计算书中可以看出，对骨材的影响buckling和local stress差不多。所以在计算时两者必须得以注意总观本船结构计算，使用新规范和配套的新型计算软件对本船结构计 算，得出的结果既满足了规范的需要也没有太多的余量，使本船的结构 设计水平达到了一个新的高度。 从本船的结构计算书中可以很容易的检 查结构的决定条件和危险的装载工况，便于校核。 由于软件不支持疲劳的计算，所以本船对于疲劳暂不作考虑。（2）PMA 的考虑。 本船为了检查船体结构的方便性，首先在舷侧比原来母型船增加一道舷侧纵桁，使每两纵桁间距分别为 3.40m、3

13、.70m 3.90m。这样免去了舷 侧内的永久检测通道的栏杆，简化结构、方便了施工及减轻重量。为了 检测甲板结构， 在舱口前端壁和后端壁分别安装一箱型结构的检测通道。 考虑到舱口盖间的纵骨不参加总纵强度，经计算将舱口围间的纵骨设于 甲板之上。（3）FEM 计算。由于FEM （FINITE ELEMENT ANAL YSIS）有限元的计算在现阶段造 船工业应用属于先进技术的推广阶段， FEM 的分析能让结构的受力分析 更加准确，先进的软件技术给出的三维分析结果能让结果更加直观。本 船采用的三舱段分析模型是 CSR的规范要求，从最后的分析结果我们能 发现明显的应力集中区域，对于我们进一步分析和优化结构提供有据的 理论基础。也为其他结构的设计工作提出了一些改进方法。本船的 FEM 计算中尚有不完整的地方 （典型节点有限元分析没有完成 ）谨请包涵。本船根据 FEM 计算给出推荐值。6， 总布置修改（1）甲板脊弧 经过本船干舷计算，主甲板在没有脊弧升高的情况下的干舷满足规范 的要求，从简化施工和优化设计的角度考虑，本船不予设甲板