船舶大型压载舱强度试验若干问题探究

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1、船舶大型压载舱强度试验若干问题探究　　【摘要】在船舶强度试验过程中，压载舱满注海水一般不会使船舶出现较大倾斜甚至搁浅等危险。但有些特殊船舶有较多大型压载舱，因而需做试验舱室较多，试验过程中不合理注水顺序将造成上述危险。针对该类船舶，本文详细分析船舶浮态与强度对强度试验舱室批次选择的影响，试图寻找有效的解决措施。【关键词】大型压载舱；强度试验；搁浅船舶强度试验中有些舱室可以在船坞或船台上完成，但有些舱室强度试验不能，试验必须在水上完成，有些舱室的强度试验在船舶码头舾装时完成。船舶强度试验目的是为了证明结构设计的合理性而做的静水压力试验，而且需

2、现场验船师在试验舱室注满水后到相邻舱室观察其舱壁变形情况。船舶强度试验过程中压载舱满注海水一般不会使船舶出现较大倾斜甚至搁浅等危险。但有些特殊船舶有较多大型压载舱，因而需做试验舱室较多，试验过程中不合理注水顺序将造成上述危险，这就遇到以下问题：（1）试验舱室较多，顺序选择不合理会导致船舶倾斜甚至搁浅危险；（2）试验舱室和调载舱室选择不合理，既浪费人力物力，又影响试验进度。1试验过程中试验批次选择分析5做强度试验过程中，在考虑船舶浮态稳性时，不必要船舶保证良好的稳性，但是倾斜角度过大时，会影响船舶设备正常运转下部分设备损坏。文献1规定了设备正

3、常运转中船舶的浮态（见表1）。在做强度试验过程中尽量保证船舶倾斜角度较小或者处于正浮状态。一般是将一部分压载舱室作为船舶浮态调载舱室来实现。表1设备安全作业角度极限装置和设备倾斜角（°）横向纵向横倾横摇纵倾纵摇主机和辅机1522.557.5安全设备22.522.51010做强度试验前，试验舱室批次的选择是关键，利用文献2中公式：和5式中：t：纵倾值，MT：纵倾力矩，MTC：每厘米纵倾力矩，θ：横倾角，Yg：船舶重心横向坐标，Zg：船舶重心垂向坐标，KM：横稳心高，并结合船舶试验状态下的预估空船重量重心和试验状态下多余重量重心，查静水力计算书

4、和舱容计算书，经过多次计算，可算出试验舱室注满水后船舶的纵倾值和横倾角，若该值较大，船舶有倾斜搁浅危险。为避免危险通过适当合理地往调载舱室注水，使得既不影响试验舱室，又可以保证船舶处于适宜的浮态。最后，在此工况下，进行强度校核。利用ANSYS软件，根据此工况下船舶压载情况分析一下主船体强度。校核其应力值是否满足船舶所用材料的屈服强度。在选择压载舱作为调载舱室时，为避免重复注水影响试验进度和造成人力物力的浪费，一般选择原则有两点：（1）选择后续试验舱室作为调载舱；（2）选择调载舱室时，第一批已选作的调载舱室，第二批尽量还用其作为调载舱室。基于

5、以上两点，试验舱室与调载舱室反复选择，得到一组试验舱室顺利合理得试验批次。2举例说明以某大型起重船为例，由于该船艏部设有艏楼，艏部重量较大，2号压载舱（右）舱容为3150m3，试验时艉部起重机没有上，在做2号压载舱（右）试验时，如果不考虑往其他舱室注水时，经过计算分析结果：艏倾6.5m，横倾5.8°，平均吃水4.2米，根据该船舶停靠码头水位情况分析，艏部已经触底，而且横倾5.8°，舷侧位置触底。图1某船舱容5根据以上分析结果必须要往艉部压载舱注水，才能使船舶具有良好的浮态不至于船舶搁浅。强度试验舱室优先选择艉部试验舱室做调载舱室，既能满足试

6、验，又能调整船舶浮态，优先选9号压载舱（中左）和9号压载舱（右）强度试验舱室作为调载舱室，该情况下船舶浮态依然不好，艏倾和横倾角较大，此时再选择往艉部7号压载舱（左）、9号压载舱（左）和8号压载舱（左）注水来调整船舶浮态，该调载舱室既起到调节作用又不影响强度试验。如此反复，可以得到满足要求的最优方案。根据此工况下船舶压载情况分析一下主船体强度。图2为计算分析艏艉压载舱注入水后主船体应力云图，应力值没有超过船船的所用材料屈服强度，符合设计要求。图2主船体应力云3结论在保证船舶具有良好的浮态避免船舶倾斜搁浅造成船舶损坏或者船上设备损坏等前提下，

7、合理的强度试验舱室批次，既节省人力物力，又保证试验进度，避免大量往试验舱室或者调载舱室注水带来巨大工作量。针对该问题，本文给出了分析方法和选择原则，通过举例进一步说明了选择的具体过程。值得注意的是，浮态计算时未考虑试验天气影响，如试验过程中风浪流较大，如果吃水大小、纵倾值、横倾角的裕度过小也会造成试验过程中船舶倾斜角度大甚至搁浅。实际工程中应综合考虑各种因素，才得出最终合理的试验批次，来保证强度试验的顺利完成。参考文献：[1]CCS2012《钢质海船入级规范》[S].[2]盛振邦，刘应中船舶原理[M].作者简介：5赵云鹤（1984-），男，

8、吉林白城人，助理工程师，学士，2008年毕业于哈尔滨工程大学船舶与海洋工程专业，现从事大型海洋结构物设计研发工作。5