42000DWT散货船结构强度设计（CCS）【文献综述】

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1、毕业设计文献综述船舶与海洋工程42000DWT散货船结构强度设计（CCS）一、散货船概述、发展历史及现状散货船是散装货船简称，是专门用来运输不加包扎的货物，如煤炭、矿石、木材、牲畜、谷物等。散装运输谷物、煤、矿砂、盐、水泥等大宗干散货物的船舶，都可以称为干散货船，或简称散货船。因为干散货船的货种单一，不需要包装成捆、成包、成箱的装载运输，不怕挤压，便于装卸，所以都是单甲板船。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

2、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[1]。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。为了解决这个安全问题，才逐步形成了现在广泛应用的典型专用散货船结构型式：两舷布置顶边舱加高舱口围板以保证满舱，两舷布置底边舱便于清舱，也能增加抗沉性；双层底和四个边舱区采用纵骨架式结构以保证船体总纵强度，两舷边舱之间水线附近的总纵弯曲应力很小，采用结构比较简单的横骨架式结构；两个货舱口之间的甲板不参与保证总纵强度，这里的甲板板明显地比舱口线以外的甲板板薄，骨架也减弱.典型专用散货船的出现，较好地解决了散货流

3、动问题，改善了散货运输的安全性，使海上散货船运输进入一个新的发展阶段。在随后的几十年里散货船得到了迅速发展，1960年只有1/4的散货由单甲板承运，而自1980年以来，几乎所有的散货都由专用的散货船承运.20世纪80年代中期以后，散货船船体损伤引起的沉船事故逐渐增多，散货船的安全问题再度受到世人关注，目前已经出现了双壳体结构散货船，虽然双壳体散货船的空船重量和建造成本有所增加，但其安全、经济和运营优势越来越得到航运界的认同，散货船的双壳化已是大势所趋[2]。中国正处于工业化进程中期的重化工业化阶段,对煤炭、铁矿石等原材料和能源物资的需求猛增。对资源的大量需求导致我国对国外资源的依存度

4、提高。相应地,我国对各类资源特别是铁矿石、钢材、氧化铝等于散类货物的进口量都大幅增长。中国经济的高速增长已成为影响世界海运和造船市场的主要因素。在全球干散类货物海运量持续增长的作用下,未来10至15年散货船市场都将保持旺盛需求[3]。二、散货船船结构强度分析及设计按规范进行结构设计的一般流程是：首先，根据对母型船的调查研究和所设计船的特殊要求，分析所设计船的船体强度要求，选择合适的建造规范。然后，根据型线图和总布置图，绘制中剖面图、基本结构图和肋骨线型图等草图，并进行结构构件的初步布置。最后，按规范计算船体主要构件的尺寸，边计算、边绘图、边完善初始的结构布置方案。其中，我们运用有限元

5、方法对构件、结构进行强度分析，从而确定其构件尺寸及结构形式。以下是国内外学者在相关领域中的一些研究成果。刘文华在文献[4]中介绍了依据散货船结构共同规范，采用MSCPatran/Nastran、CCS船级社开发的CSR计算软件CCS-Tools和LR船级社的ShipRightSDA2007，对30000t级散货船进行了货舱结构的整体有限元分析、高应力区域细化网格有限元分析和疲劳敏感区域精细网格有限元分析，并就所遇问题进行探讨。根据CSR要求，船长150m及以上的船舶，应基于三维有限元方法进行主要支撑构件的直接强度评估。其中包括整体舱段有限元强度分析（有限元分析第一步），用于评估货舱结

6、构主要支撑构件的整体强度；详细应力评估（有限元分析第二步），用细化网格评估高应力区域；热点应力分析（有限元分析第三步），用精细网格计算应力集中点的热点应力，以进行疲劳强度评估。并且简要介绍了CSR给散货船直接强度计算带来的影响。章漪云在文献[5]中针对世界上集装箱航运市场竞相发展的大舱口多用途散货船型,以中国船舶与海洋工程设计研究院和江南造船(集团)有限责任公司联合研制的50000吨大舱口散货船为对象,介绍了该船船体结构的基本特点,增加船体抗扭特性和改善船体甲板室振动的措施,为促进船舶事业的发展提供了一定的设计经验。王国强等在文献[7]中主要介绍了45000DWT散货船在结构设计中的

7、设计特点、强度计算，并作了简要分析。该船具有同等吨位散货船的共性，但是由于宽深比和航线的影响，又使得它具有比较明显的个性。在结构设计上注意经济性的把握，同时在结构强度上又能满足要求。作者通过总纵强度和有限元计算得到了以下结论：散货船装载工况多而且比较复杂，在总纵强度计算上尤其是屈曲强度计算上，需要按照规范要求进行有限元分析，这时候的屈曲校核成为双向屈曲的校核，并且在评估标准上有所不同。另外，顶边舱强框按照规范计算以后需要及时作有限元计算进行应力分析，在强框