柔性设计在汽车滚装船上的应用

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1、第27卷第4期江苏船舶V0J．27No．42010年O8月JIANGSUSHIPAug．2010柔性设计在汽车滚装船上的应用郭维(江苏现代造船技术有限公司，江苏镇江212003)摘要：以4000车位汽车滚装船为例，探讨了柔性设计在船体结构中的应用。通过对相关区域柔性设计的分析，特别是在装载甲板区、疲劳区域和应力集中点处的处理以及装载区域甲板设计考虑等方面，与普通设计的对比，详细说明了柔性设计的结构特点和施工设计中的注意点。关键词：柔性设计；装载甲板；疲劳区域；弹性变形中图分类号：U674．135文献标识码：B本船总长167．25m，型宽28m，设计吃水8m，O引言大约能装载4200辆各类

2、汽车。全船一共12层甲汽车滚装船具有建造难度高，科技附加值高的板，其中包括2层升降甲板，第5层甲板为水密甲板特性，目前国际航运市场对滚装船的需求很大。本并贯穿全船，并带1个80t的尾跳和1个20t的侧文就最大可能在不影响该滚装船安全航行的情况跳。此船为单支柱结构，甲板平整贯通，各层甲板之下，增加货运面积，降低营运成本，并且在设计和建间用升降斜坡道连通，便于车辆通行，上层建筑位于造过程中，充分理解这种设计理念，为缩短船舶建造船头，装载甲板面积较大。4000车位汽车滚装船总周期，提高船舶建造质量，提供一定的参考意见。布置图如图1所示。1总体布置图14000车位汽车滚装船总布置图件变形而产生位

3、移的机械机构。一个柔性结构能够2结构特点传递或传输运动、力或能量。其最主要的特点就是柔性结构是指能通过部分或全部具有柔性的构可以从柔性构件的变形获得它们的可运动性，以防止结构发生撕裂的危险。柔性设计正是运用了柔性收稿日期-2010—03—18结构的这种特点来进行船体结构设计的，是对普通作者简介：郭维(1976一)，女，工程师，主要从事船体专业的施工设设计的一种扬弃。本船中甲板横梁的变形在一定的计、生产设计工作。第4期郭维：柔性设计在汽车滚装船上的应用17范围以内，通过横梁的弹性变形，在满足强度要求的PCTC船(纯汽车卡车运输船)来说，这种方法在一情况下，获得40～50mm位移量。本船结构

4、设计上定程度上减小了货运面积。因此，本船的做法就是的主要特点如下。让舷侧T型材与横梁端部错位布置，其中又采用了2．1甲板强框的过渡纵、横向扁钢来传递受力。横向结构连接示意图如本船柔性设计出现在甲板5以上区域，如图2图4云线圈出处。所示[芏甲板6甲板1O甲板9LjE—一甲板8活动甲板．甲板4———甲板3甲板7--‘-_l。‘。。l‘L‘甲板2甲板6活动甲板甲板1尹板5矸-f一i1+-·1··+··1··1r一图3中纵剖面图2典型横剖面图从图2中可以看到，从上到下的舷侧垂向强框支撑由小变大，此时在甲板5处产生的拉应力为最大，非常容易被撕裂，为了减小这种力带来的损害，同时最大可能提高营运面积，

5、设计上采用了以下2个措施：(1)加肘板加肘板是垂向强框处的主要连接方式。考虑到汽车和船员的安全，肘板又不能太大，也为了焊接时不产生高的应力点，因此将肘板与强框做成一体，这图4横向结构连接不恿图样可以解决肘板上下趾端的应力。但对于肘板中问2．3装载甲板的设计部分，仍将存在较大的应力，这时也可以通过适当加货舱区装载甲板设计时需要考虑的几方面如厚或加大肘板来控制它的受力。这样，在甲板5以下。上区域就不会出现强力结构，而且增加了货运面积，(1)确认最小的甲板层高降低了营运成本。在本船中，甲板所受垂向弯矩若没有传到舷侧(2)增设z向加厚板的T型材，则受力的甲板横梁尺寸尽可能大。甲板普通钢板在厚度方

6、向是不能承受拉应力的，非层高的固定有利于确定甲板横梁的最大尺寸。常容易被撕裂，因此在强框甲板5端部增设z向加(2)固定甲板载荷厚板可以起到承受板厚方向拉力的作用，如图3所甲板载荷包括均衡载荷(UDL)和局部载荷。示。甲板5处的支柱受力非常大，因而此区域选用只有将甲板载荷固定，才能进一步确认甲板横梁的的板非常厚。在施工时要求板与板之间必须上下对尺寸。齐，焊接打磨光滑。同时为了确保对齐，则需加厚甲(3)重车布置图板，如插入板，这样受力后传递更好。装载重车需要有重车布置图，结构加强及停车2．2横向结构的连接位置也必须按此图布置。这种重车与甲板的接触面甲板5以上的受力均由承担横向力的横向结构积非

7、常小，总吨位大，平均到每平方米的受力将超过来承担，因此设计时不能出现应力点，结构的连接形UDL载荷。另外，甲板结构加强与停车的方向有式应特别注意。为了避免横梁端部产生较大的弯关，因此应该严格按照此图来停车。矩，通常的做法就是加大横梁T型材。但对于18江苏船舶第27卷2．4RoR0设备(3)机舱烟道区域不要随意开孔。机舱棚与甲RORO设备(滚装船设备)因所处的位置和工板的连接处焊接后必须打磨光滑以消除应力。作环境极易生锈或被污染，再加