2)大型化增大载货量是增加运输量的重要方式,从上个世纪九十年代开始,散货船载货量不断上升,以前多数为中小型散货船,现在多数为大型散货船。
2)大型化增大载货量是增加运输量的重要方式,从上个世纪九十年代开始,散货船载货量不断上升,以前多数为中小型散货船,现在多数为大型散货船。全球贸易行业的繁荣有利于运输业的发展,推动散货船的载货量不断增加。未来的散货船将会往中大型双壳散货船发展。
3)快速性提升运输速度是增加经济效益的有效途径,增加服务航速能够节约运输费用。4)多用途化散货的类型多,要充分考虑各种散货的需求,散货船比较具有较强的适用能力,
设计上就要兼顾各种散货的特点。5)使用年限加长增货船的使用年限能够节约运输费用,使得盈利最大化,延长年限是之后船厂设计需要思考的问题。
6)环保人们对船舶环保的要求越来越严格,各国根据自己的发展情况出台了相关环保法
规,旨在减轻船舶破损所带来的海洋污染。7)自动化性能增强自动化程度不断上升,能够降低人工成本,以设计为出发点,降低运送费用,提升装卸效率。
1.3散货船的结构特点
1.3.1中小型沿海散货船
中小型沿海散货船通常是单舷侧结构,具有顶边舱、底边舱等结构,其中底边舱具有压载水舱的功能。所以船舶的抗沉性得到提升,船舶设计优异,提升了运送的安全性。底部是双层底结构,内底边板为向上倾斜设计,为的是方便快速装载货物。船尾具有支撑上层结构的支柱,船首设计成蛇形面板,可以平稳过渡双层底。
1.3.2现代散货船
对于现代散货船的要求越来越多,需要具有多用途化、自动化等功能,还要具有良好绿色环保化。散货船的多用途可以对杂货、散货进行运送,还能运送集装箱,具有广泛的功能,运送的货物种类增大。传统的单壳结构已经用双壳结构进行取代,对货舱进行了保护设计。机舱置于船尾,增大了货舱容积。
1.4结构设计方法
1.4.1结构设计方法的选择
船舶结构设计的方法主要包括有限元分析法、强度计算设计法。其中强度计算设计法的特点是可以对材料的数量进行有效控制,对结构强度进行校核。此方法的局限性为对所有构件均要进行强度计算,计算的工作量极大,操作复杂,在以往几十年里都很少被用到。然而由于信息技术的进步,复杂的计算程序可以通过计算机来实现,强度计算设计法将会受到越来越多的重视。这里不分析结构优化设计方法。结构规范设计法比较简单,计算时间成本低,具有较高的实用性。尤其是对普通船舶进行设计时需要的时间成本将大大降低。由于结构规范设计法具有一些局限性,设计能否满足实际需求,设计者的设计思路是否被接受,结构强度能否满足强度要求,使得该方法的使用范围大大降低。目前,新的船型不断增多,包括lng船、化学品船等新船型。而且,随着高速电子计算机的问世,计算的计算又一次被提升。用于结构分析的有限元法与基于数学规范的优化方法发展迅速,结构设计者可以利用这些方法对船体结构进行多种测试、分析;而且采用系统化的方法对设计思路进行优化处理。然而该类方法尚未大范围应用,一是实用性所有欠缺,二是使用的方便性不足。在旧船改造与船型成熟的设计应用不理想。但是随着设计的深入发展,此类方法有被推广使用的时候。
利用结构规范设计方法对139.12米的散货船结构进行设计。
1.4.2结构规范设计的步骤
图1-1为结构规范设计步骤图。第一,按照母性船的特点,与设计船舶需要满足的功能进行综合设计,找出设计船舶需要的强度大小与分布需要,选取合理的设计规范。第二,按照总布置图与型线图,对中横剖面图、基本结构图进行绘制,得到这些部位的草图,再利用这些草图进行结构布置,按照设计要求进行尺寸设计,并进行绘制,逐步完善结构布置方案的设计经过多次反复的计算、修改、再计算的循环,得到初始设计方案,需要设计人员相互交流沟通,找出设计方案中的不足之处,充分协商、讨论对问题进行改进,最后形成一个统一的设计方案。