4200DWT近海矿砂船的结构强度计算【文献综述】

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1、毕业设计文献综述船舶与海洋工程4200DWT近海矿砂船的结构强度计算0.引言近几年，以铁矿石为主的散货运输需求的旺盛带动了大型矿砂船和散货船建造市场的异常活跃。特别是中国铁矿石进口的增长是近年来矿砂船建造增加的重要支撑因素。目前,全球大型矿砂船(VLOC)的接连订造和投运表明,该种船型已经成为我国以及世界能源、资源水上运输的佼佼者,不断引起船东的关注和兴趣。同时,市场的热点集中反映了船东对20万吨以上的矿砂船特别青睐,且需求量巨大,促使新船成交量持续活跃,相继放大。据悉,正在运营中的超过20万吨以上的矿砂船和散货船到2007年11月至少达到了90多艘,

2、合计数超过2000多万吨;造船企业同期手持的新船订单中,超过20万吨以上的矿砂船和散货船也至少达到了70多艘,合计数约在1890万吨,其订单情况十分景气和良好,市场需求空间较大,且这种旺盛需求的趋势在一段时期内仍将维持。随着全球经济的发展,对钢材的需求量日益增大,对铁矿石的需求量也就越来越大,固对矿砂船的吨位和数量要求也越来越高,设计良好的矿砂船船体结构也是造船业追求的目标。由于铁矿石、水泥等密度较大,因此对矿砂船船体主要结构进行强度计算是保障船舶安全营运的关键。1.矿砂船的船型及结构特点矿砂船是专门用于载运散装矿砂的船舶，是属于散装货船一类，它是一种

3、单向运输船。由于矿砂是重货，比重大、容积小，易损坏船体。为此，矿砂船构造坚固，货舱的舱底多半是呈斜面的，货舱内还装有纵向档板，它既能防止矿砂纵向滚动，又能增强船体强度。矿砂船货舱为单层甲板，舱口较宽大，且一般由两道纵舱壁将整个装货区域分隔成中间舱和两侧边舱，在中间舱下部设置双层底，中间舱装载矿货，两侧边舱作压载舱。由于矿石的密度大，积载因素小，故所占舱容小，这样会使船舶的重心过低，在航行中产生剧烈摇摆。为提高重心高度，矿砂船的双层底设计得特别高，有的矿砂船货舱的横剖面设计成漏斗形，这样既可提高船舶的重心高度又便于清舱。同时，矿砂船货舱两侧的压载边舱也比

4、散装货船大得多。矿砂船的货舱容积小，其数值一般不足其载重量的60%，而压载水舱容积较大，这样的布置形式可尽量避免满载时货物的隔舱装载，而且压在航行时有足够的压载量，提高了压在航行时的安全性。矿砂船的尺度限制主要受到铁矿石输出港口的制约。型深方面，由于铁矿石属于大比重重货，这种船的舱容通常有很大的富足；同时铁矿石输出港对空气吃水也有严格限制，这种船的型深通常减小到满足载重线规范中按B—60型干舷核算的最低值。矿砂船均为尾机型船，航速较低。矿砂船的结构特点就是受力大，高强度钢应用范围广，内底板等构件均采取加厚的措施，有的则直接对货舱采取重货加强措施。船体通

5、常采用纵骨架式以提高船体梁刚度；但货舱舱口之间的甲板条需设置成横骨架式，以有效抵抗两舷水压产生的横向挤压应力。矿砂船横舱壁通常采用槽型舱壁。其局部强度问题非常突出且横向强度矛盾突出。2.国内外研究发展动态2.1国外发展动态本世纪之前，国际上对铁矿石的要求一直是很稳定的，所以矿砂船的发展一直没有大的突破，数量也非常有限。基本上是20世纪80年代由日本和韩国船厂制造的。其中最大的是1986年由南韩现代造船公司艉挪威船东建造364767吨的博克斯坦号“BERGESTAHL”矿砂船，此船用于巴西PDM港和法国敦刻尔克港之间运输铁矿石。由于港口航道水浅,日本在六

6、十年代就已建造了一批浅吃水矿砂、散货船,随着船舶向大型化发展,不少国家如美、日、荷兰等国已进一步对浅吃水船进行研制,其中尤其是美国对此十分重视。自2003年起，日本一跃成为世界船运力量最大的国家。2006年，中国铁矿石海运量的迅猛发展大大助长了日本海运业和造船业的发展，日本海运业出现了近20年从未有过的兴旺局面。值得注意的是,为提高运输效率,降低运输成本,强化竞争力,一些钢铁公司开始订造超大型散货船,主要是23万和30万载重吨级的超大型铁矿石运输船。其中,日本新日制铁订造了1艘32万载重吨的超大型散货船,日本JFE钢铁公司和中国宝钢也订了30万载重吨的

7、超大型铁矿石运输船。目前,全球船厂共有13艘超大型散货船(矿石专用船)手持订单,船东主要是日本邮船、商船三井和川崎汽船三大航运公司。这显示了矿石船向二三十万吨级发展的趋势。作为铁矿石的主要运输工具，世界矿砂船保有量一直处于极低水平。而据相关机构预计，2012年前世界将约有100艘20万～40万吨超大型矿砂船订单需求，市场前景广阔。进入新世纪，亚洲很多国家，尤其日本、韩国，近年来对矿砂的进口需求也日益增加，因此亚洲市场对矿砂船的需求大量增加。这就极大地刺激了矿砂船的发展。2.2国内研究及发展20世纪以前我国没有建造过大型矿砂船，国内也一直没有开展过大型矿

8、砂纯的研究工作，因此超大型矿砂船的主要技术一直掌握在日韩手中。近几年来，中国铁矿石的消费持续增