31000DWT散货船结构强度设计

本科毕业论文（２０届）3 1 0 00 DW T 散货船结构强度设计专业：船舶与海洋工程目录中英摘要 (II)前言 (II)第一章绪论 (1)1.1 散货船概述及现状 (1)1.2 散货船船结构强度分析及设计 (2)1.3 小结 (4)第二章总体部分 (5)2.1 任务书与母型船资料分析 (5)2.2 设计船型值确定及型线图绘制 (5)2.3 设计船总布置设计及总布置图绘制 (15)第三章结构部分 (19)3.1 设计船船型资料 (19)3.2 设计船结构规范设计 (19)第四章强度部分 (56)4.1 主要构件汇总 (56)4.2 中横剖面模数计算 (61)4.3 强度校核 (64)第五章图纸绘制 (65)5.1 典型横剖面图 (65)5.2 基本结构图 (65)第六章设计总结和展望 (66)参考文献 (67)致谢词 (68)外文翻译 (69)31000DW T 散货船结构强度设计摘要按照《 2006 钢制海船入级建造规范》对一艘31000 D W T散货船进行结构强度设计。

首先，对任务书和母型船资料进行了分析，利用母型改造法确定出设计船的主尺度和型值表，并且绘制了设计船的型线图和总布置草图。

其次，根据《 2006 钢制海船入级建造规范》对设计船进行了结构设计，确定了设计船各构件的规格尺寸，进行了总纵强度校核。

根据结构设计结果，绘制了典型横剖面图和基本结构图。

最后，对设计过程当中存在的问题和不足进行了讨论，并提出了结构改进方案。

结论：设计船主尺度满足设计任务书的要求，船体结构规范设计计算和总纵强度校核满足《 2006 钢质海船入级与建造规范》要求。

[ 关键词 ] 散货船；结构规范；结构设计；强度校核T h e s t r u c t u r a l s t r e n g t h d e s i g n o f t h e 3 1 0 0 0 DW Tb u l kc a r r i e r[Abstr act] The s t ru cture stre ng th de s ig n of 31000D WT bulk ca rri er i s s t udie d in this article. It involves three parts-the overall design part, structure design part, summary and discussion design part. Firstly, the design of the overall part: analysis the mission statement and the information of the parent ship, and using pare nt typ e tra n sfo r mati on meth od to decide the ma i n dimensions designed ship and the offsets table, then drawing ship lines plan and the general arrangement plan of the new ship. Secondly, the design of the structure part: according to the “Rules for classfication of sea-going steel ships(2006)”, carry out the structure design and select the structural materials reasonably, calculate and verify the longit udi nal strengt h, then a na lys i s t he result s of the de s i gn, l a s t ly, draw the basic structure plan and typical cross section plan. Thirdly, the summary and discussion part: summarizing the experience and analyzing the deficiencies of the design processand , some reasonable and effective measures to strengthen the structure and the scheme of structural optimization are proposed.Conclusion: the m a in dimensions of de s i g ned ship m e et s the requirements of the assignment. The calculation and verification of ship structure standard design and the general strength of longitudinal satisfies the strength requirements of the “Rules for classfication of sea-going steel ships in 2006”.[Key Wor ds] bulk carrier; structure norm; structure design; strength check前言如今的散货船的结构型式在全世界独领风骚了 30 余年，充分显示了它的优越性，也比较彻底地暴露了它的弱点。

海上散货运输业正企盼着散货船的结构型式能及早得到改进，或者开发出具有更多优点并能保证规定寿命期内安全营运的全新结构型式。

目前世界散货船队中在航船舶的货舱结构大多为单壳体，然而近年来单壳体散货船频繁发生的海难事故越来越引起国际海事组织 ( IM O) 和各船级社的关注。

据统计， 1978 年—— 2003 年全世界散货船海难事故共丧生船员 1232 人， 90 % 以上是因船体结构破损所致。

因此，国际海事界要求提高散货船建造标准，采用双壳体的呼声日益高涨。

IM O和 IA C S 也采取了相应的措施。

当前我国正在使用的散货船按建造年代基本上可分为 80 年代和 90 年代及以后的建造的船舶。

80 年代建造船舶目前已属老龄船，并逐渐步入超老龄船行列。

这部分船舶结构上的缺陷体现在船体和某些主要受力构件的变形、疲劳、腐蚀渐达极限以及以往损伤事故的后遗症等。

据统计，船龄为 11 -30 年的船舶，占因结构损坏引发的海难事故总数的 88 .9 % 。

这说明随着船龄的增长，结构老化、结构强度不足是造成海难事故的主因。

而且，吨位在 3 万吨及以下船舶，占因结构损坏引起的难事故总数的 72 .2 % ，这说明船舶的吨位越小，船舶的结构强度就越弱。

这些船舶在船体结构上同样存在着令人不可忽视的问题，那就是越来越多的大比例高强度钢的应用。

通观散货船的发展历史及对现状的分析，散货船的发展趋势主要体现在双壳化、大型化、快速性、多用途化、使同年限增长、环保和自动化程度提高等几个方面。

这些法则这些发展趋势中都包含有结构设计的内容，例如在大型化方面，对船体进行优良的结构，不仅能保证结构强度，延长使用年限，而且能适当减轻船体重量，从而降低建造成本。

因此，结构强度设计在船舶建造中有着举足轻重的地位。

第一章绪论我国正在使用的散货船按建造年代基本上可分为 80 年代和 90 年代及以后的建造的船舶。

80 年代建造船舶目前已属老龄船，并逐渐步入超老龄船行列。

这部分船舶结构上的缺陷体现在船体和某些主要受力构件的变形、疲劳、腐蚀渐达极限以及以往损伤事故的后遗症等。

1. 1 散货船概述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。

现有典型散货船的结构型式在全世界独领风骚了 30 余年，充分显示了它的优越性，也比较彻底地暴露了它的弱点。

海上散货运输业正企盼着散货船的结构型式能及早得到改进，或者开发出具有更多优点并能保证规定寿命期内安全营运的全新结构型式。

目前世界散货船队中在航船舶的货舱结构大多为单壳体，然而近年来单壳体散货船频繁发生的海难事故越来越引起国际海事组织 ( I M O)和各船级社的关注。

据统计， 1978 年—— 2003 年全世界散货船海难事故共丧生船员 1232 人， 90 %以上是因船体结构破损所致。

因此，国际海事界要求提高散货船建造标准，采用双壳体的呼声日益高涨。

I M O和 I ACS也采取了相应的措施。

我国正在使用的散货船按建造年代基本上可分为 80 年代和 90 年代及以后的建造的船舶。

80 年代建造船舶目前已属老龄船，并逐渐步入超老龄船行列。

这部分船舶结构上的缺陷体现在船体和某些主要受力构件的变形、疲劳、腐蚀渐达极限以及以往损伤事故的后遗症等。

据统计，船龄为 11 - 30 年的船舶，占因结构损坏引发的海难事故总数的88 . 9 %。

这说明随着船龄的增长，结构老化、结构强度不足是造成海难事故的主因。

而且，吨位在 3 万吨及以下船舶，占因结构损坏引起的难事故总数的 72 . 2 %，这说明船舶的吨位越小，船舶的结构强度就越弱。

这些船舶在船体结构上同样存在着令人不可忽视的问题，那就是越来越多的大比例高强度钢的应用。

选用材料的不适当，结构强度设计的缺陷会使船舶的使用年限减少。

因此，散货船的结构强度设计在船舶建造中有着举足轻重的作用。

1. 2 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。

以下就是几个有关散货船的结构强度设计的例子：王国强等在文献 [ 1 ] 中主要介绍了45000 D W T散货船在结构设计中的设计特点、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。