37500DWT化学品／成品油船挂舵臂结构设计
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Ｄ ＯＩ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． ２ ０ ９ ５ — ４ ５ ０ ６ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ２ ． ０ ０ ４
０ 挂 舵臂
挂 舵 臂 是 承 挂 舵 的结 构 ，可 以采 用 钢 板 焊 接 或 铸 钢 ，其 水 平 剖 面形 状 可 以 参 照
３ ７ ５ ０ ０ Ｄ ＷＴ 化学 品／ 成 品油船挂 舵臂 结构 设计
李妃 燕
（ 广 船 国际 技 术 中 ｌ ｔ ， ）
摘 要 ：本 文 主 要介 绍３ ７ ５ ０ ０ Ｄ Ｗ Ｔ 化 学 品／ 成 品油船 的挂 舵臂 结 构详 细设 计 。 关键 词 ：油船 挂舵 臂 结构 设 计 满足Ｄ Ｎ Ｖ 规范
ｌ ２
方 向上 的几 层 平 台 ，各层 平 台 间按 肋 距 设 置 各 横 向肋 板 。并 且 ，考 虑 到 施 工 的通 道 畅 通 ，各 层 平 台 和 各 个 横 向肋 板 上 要 布 置 足 够 数 量 的通 道 孔 。根 据 该 船 的情 况 ，设
计 了５ ０ ０ ０ ｍ ｍ、５ ６ ０ ０ ｍｍ、６ ７ ５ ０ ｍｍ 三 层 平 台 ，一 层 斜 平 台 和 六 块 横 向肋 板 ，除 最 下
ｔ ≤２ ０
表 １ 材 料等 级
材料 等级
普通 钢 高强度 钢
Ａ Ｂ Ｄ Ｅ Ａ Ａ Ｄ Ｅ
百度文库
推 进 器 柱 的 截 面 。挂 舵 臂 与 船 体 结 构 的 连 接 有 两 种 形 式 ，一 种 是 伸 入 船 体 外 板 ，并 终 止 与 某 一 平 台 ， 与 平 台 结 构 牢 固 地 连 接 。 另 一 种 是 以适 当 的 圆弧 过 渡 直 接 与 船 体 外 板 相 连 。３ ７ ５ ０ ０ Ｄ ＷＴ 化 学 品／ 成 品 油 船 （ 以下简称３ ７ ５ 船） 采 用 的 是 单 舵 钮 的半 悬 挂 舵 ，支 承 半 悬 挂 舵 的挂 舵 臂 伸 入 船 体 ，与 距基线ｉ ０ ０ ０ ０ ｍｍ 平 台相连 ． 本 文 就 该种 形 式
挂 舵 臂 的 结 构 设 计 做 个 简 单 的 介 绍 ， 以 Ｄ Ｎ Ｖ 规 范 为 设 计 准 则 ，满 足 Ｄ Ｎ Ｖ 规 范ｔ ｓ ３ ０ ３ 相关 章节 的要 求 。
２ ０ ＜ｔ ≤２ ５ ２ ５ ＜ｔ ≤４ ０ ４ ０ ＜ｔ ≤１ ５ ０
以近似等于 《 舵 系 计 算 书 》 中计 算 得 到 的 舵力Ｆ Ｒ。 由图 中可 以 看 到 ，挂 舵 臂所 受 的
李 妃 燕 ：３ ７ ５ ０ ０ Ｄ ＷＴ 化 学 品， 成 品油 船 挂 舵 臂 结构 设 计
层封 板５ ０ ０ ０ ｍｍ 平 台外 ，各 平 台及肋 板 都设 置 了通 道 孔 。这 样 ，挂 舵 臂 的 框 架 就 建 立 起 来 了 ，见 图２ 。 由 图２ 得 知 ，高 度 方 向 的 Ｚ ＝ ６ ２ ０ ０ ｍｍ，７ ４ ０ ０ ｍｍ 剖 面 ， 船 长 方 向 的 Ｘ ＝ Ｆ Ｒ ２ ＋ ３ ０ ０ 横 剖 面 ，开 孔 最 多 ，剖 面模 数
弯矩 Ｍ是Ｐ 与 剖 面 高 度 值 的 乘 积 ，呈 线性 变 化 。挂 舵 臂 所 受 的剪 力 在 每 个 高 度 上 都 保 持不变 ，与支持 力相 等 。
１ ３ ７ ５ ０ ０ ＤＷＴ 化 学 品／ 成 品 油 船 挂
舵 臂 结构 设计
Ｄ Ｎ Ｖ 规 范 对 于挂 舵 臂 的 结 构 计 算 ，主 要 从 材 料 等 级 ，规格 板 厚 ，剖 面 模 数 ，剪 切 应 力 ，相 当 应 力 几个 方 面 做 出规 定 ，下 面 分别 介绍 这几 个方 面 的计算设 计 过程 。
ｎ
Ｍ ｙ 一
ｉ 一
二 ＦＲｉ Ｙｅ ｉ
１
ＭＶ 是 挂 舵臂 所 受 弯矩 。等 于各 部 分舵 叶 的舵 力 （ Ｆ Ｒ ｉ ） 与该 部 分 舵 叶 质 心 到 中 间轴 承 中心 的垂直 距 离（ ｙ ｅ ｉ ） 的乘积 和 。
核 算 船 长 方 向 的Ｘ ＝ Ｆ Ｒ２ ＋ ３ ０ ０ 横 剖 面 的 剪 切 应 力 是 否 小 于规 范 要 求 的 许 用 剪 切 应 力 ，
及 剪 切 面 积 损 失 最 大 ，最 “ 危 险 ” ，应 该 选 取 上 述 剖 面 作 为 核 算 面 。通 过 核 算 高 度 方 向 的Ｚ ＝ ６ ２ ０ ０ ｍｍ，７ ４ ０ ０ ｍ ｍ￣ Ｊ ｌ 面 的剖 面 模 数 是 否 满 足规 范要 求 的 最 小 剖 面 模 数 ，来 确 定 挂 舵 臂 外 板 及 肋 板 的 板 厚 规 格 。通 过
Ｚ
图 １ 载 荷 图
１ ． ３
核 算 面 的选 取 在 正 式 做 计 算 之 前 ，先 不 考 虑 结 构 的
１ ． １ 材 料 等级 选 择
ＤＮ Ｖ 规范对挂舵臂 的结构材料等级 ，
具 体 板 厚 规 格 ，大致 设 计 出 挂 舵 臂 的结 构 形 式 。一 般 是 按 照 １ ｍ 左 右 的间 隔 设 置高 度
有 明确 的规 定 。 根 据 结 构 板 厚 规 格 ，对 应 不 同的 钢 级 。计 算 结 果要 根 据 表 １ ，选 取恰 当的钢 材级别 。
１ ． ２ 挂舵 臂载 荷 确定
单 舵 钮 半 悬 挂 舵 的挂 舵 臂 的受 力 分 析 如 图ｌ 所示 。Ｐ 表示 挂舵 臂 所受 的支 持力 ，可
１ ． ４ 剖 面模 数 核算
Ｄ Ｎ Ｖ 规范ｔ ｓ ３ ０ ３ ， Ｓ Ｅ Ｃ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ ２ ， Ｅ ４ ０ ０ 章 节 规定 ，挂舵 臂 任一 水 平 面对 ｘ 轴 的剖 面模 数 ｗ 应不小 于按下 式计 算所得 之值 ：
Ｗ ＝１ ５ＭＶｌ ｈ ／ ｙ ｈ ｆ ｌ ｆ ｃ ｍ３ １
０ 挂 舵臂
挂 舵 臂 是 承 挂 舵 的结 构 ，可 以采 用 钢 板 焊 接 或 铸 钢 ，其 水 平 剖 面形 状 可 以 参 照
３ ７ ５ ０ ０ Ｄ ＷＴ 化学 品／ 成 品油船挂 舵臂 结构 设计
李妃 燕
（ 广 船 国际 技 术 中 ｌ ｔ ， ）
摘 要 ：本 文 主 要介 绍３ ７ ５ ０ ０ Ｄ Ｗ Ｔ 化 学 品／ 成 品油船 的挂 舵臂 结 构详 细设 计 。 关键 词 ：油船 挂舵 臂 结构 设 计 满足Ｄ Ｎ Ｖ 规范
ｌ ２
方 向上 的几 层 平 台 ，各层 平 台 间按 肋 距 设 置 各 横 向肋 板 。并 且 ，考 虑 到 施 工 的通 道 畅 通 ，各 层 平 台 和 各 个 横 向肋 板 上 要 布 置 足 够 数 量 的通 道 孔 。根 据 该 船 的情 况 ，设
计 了５ ０ ０ ０ ｍ ｍ、５ ６ ０ ０ ｍｍ、６ ７ ５ ０ ｍｍ 三 层 平 台 ，一 层 斜 平 台 和 六 块 横 向肋 板 ，除 最 下
ｔ ≤２ ０
表 １ 材 料等 级
材料 等级
普通 钢 高强度 钢
Ａ Ｂ Ｄ Ｅ Ａ Ａ Ｄ Ｅ
百度文库
推 进 器 柱 的 截 面 。挂 舵 臂 与 船 体 结 构 的 连 接 有 两 种 形 式 ，一 种 是 伸 入 船 体 外 板 ，并 终 止 与 某 一 平 台 ， 与 平 台 结 构 牢 固 地 连 接 。 另 一 种 是 以适 当 的 圆弧 过 渡 直 接 与 船 体 外 板 相 连 。３ ７ ５ ０ ０ Ｄ ＷＴ 化 学 品／ 成 品 油 船 （ 以下简称３ ７ ５ 船） 采 用 的 是 单 舵 钮 的半 悬 挂 舵 ，支 承 半 悬 挂 舵 的挂 舵 臂 伸 入 船 体 ，与 距基线ｉ ０ ０ ０ ０ ｍｍ 平 台相连 ． 本 文 就 该种 形 式
挂 舵 臂 的 结 构 设 计 做 个 简 单 的 介 绍 ， 以 Ｄ Ｎ Ｖ 规 范 为 设 计 准 则 ，满 足 Ｄ Ｎ Ｖ 规 范ｔ ｓ ３ ０ ３ 相关 章节 的要 求 。
２ ０ ＜ｔ ≤２ ５ ２ ５ ＜ｔ ≤４ ０ ４ ０ ＜ｔ ≤１ ５ ０
以近似等于 《 舵 系 计 算 书 》 中计 算 得 到 的 舵力Ｆ Ｒ。 由图 中可 以 看 到 ，挂 舵 臂所 受 的
李 妃 燕 ：３ ７ ５ ０ ０ Ｄ ＷＴ 化 学 品， 成 品油 船 挂 舵 臂 结构 设 计
层封 板５ ０ ０ ０ ｍｍ 平 台外 ，各 平 台及肋 板 都设 置 了通 道 孔 。这 样 ，挂 舵 臂 的 框 架 就 建 立 起 来 了 ，见 图２ 。 由 图２ 得 知 ，高 度 方 向 的 Ｚ ＝ ６ ２ ０ ０ ｍｍ，７ ４ ０ ０ ｍｍ 剖 面 ， 船 长 方 向 的 Ｘ ＝ Ｆ Ｒ ２ ＋ ３ ０ ０ 横 剖 面 ，开 孔 最 多 ，剖 面模 数
弯矩 Ｍ是Ｐ 与 剖 面 高 度 值 的 乘 积 ，呈 线性 变 化 。挂 舵 臂 所 受 的剪 力 在 每 个 高 度 上 都 保 持不变 ，与支持 力相 等 。
１ ３ ７ ５ ０ ０ ＤＷＴ 化 学 品／ 成 品 油 船 挂
舵 臂 结构 设计
Ｄ Ｎ Ｖ 规 范 对 于挂 舵 臂 的 结 构 计 算 ，主 要 从 材 料 等 级 ，规格 板 厚 ，剖 面 模 数 ，剪 切 应 力 ，相 当 应 力 几个 方 面 做 出规 定 ，下 面 分别 介绍 这几 个方 面 的计算设 计 过程 。
ｎ
Ｍ ｙ 一
ｉ 一
二 ＦＲｉ Ｙｅ ｉ
１
ＭＶ 是 挂 舵臂 所 受 弯矩 。等 于各 部 分舵 叶 的舵 力 （ Ｆ Ｒ ｉ ） 与该 部 分 舵 叶 质 心 到 中 间轴 承 中心 的垂直 距 离（ ｙ ｅ ｉ ） 的乘积 和 。
核 算 船 长 方 向 的Ｘ ＝ Ｆ Ｒ２ ＋ ３ ０ ０ 横 剖 面 的 剪 切 应 力 是 否 小 于规 范 要 求 的 许 用 剪 切 应 力 ，
及 剪 切 面 积 损 失 最 大 ，最 “ 危 险 ” ，应 该 选 取 上 述 剖 面 作 为 核 算 面 。通 过 核 算 高 度 方 向 的Ｚ ＝ ６ ２ ０ ０ ｍｍ，７ ４ ０ ０ ｍ ｍ￣ Ｊ ｌ 面 的剖 面 模 数 是 否 满 足规 范要 求 的 最 小 剖 面 模 数 ，来 确 定 挂 舵 臂 外 板 及 肋 板 的 板 厚 规 格 。通 过
Ｚ
图 １ 载 荷 图
１ ． ３
核 算 面 的选 取 在 正 式 做 计 算 之 前 ，先 不 考 虑 结 构 的
１ ． １ 材 料 等级 选 择
ＤＮ Ｖ 规范对挂舵臂 的结构材料等级 ，
具 体 板 厚 规 格 ，大致 设 计 出 挂 舵 臂 的结 构 形 式 。一 般 是 按 照 １ ｍ 左 右 的间 隔 设 置高 度
有 明确 的规 定 。 根 据 结 构 板 厚 规 格 ，对 应 不 同的 钢 级 。计 算 结 果要 根 据 表 １ ，选 取恰 当的钢 材级别 。
１ ． ２ 挂舵 臂载 荷 确定
单 舵 钮 半 悬 挂 舵 的挂 舵 臂 的受 力 分 析 如 图ｌ 所示 。Ｐ 表示 挂舵 臂 所受 的支 持力 ，可
１ ． ４ 剖 面模 数 核算
Ｄ Ｎ Ｖ 规范ｔ ｓ ３ ０ ３ ， Ｓ Ｅ Ｃ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ ２ ， Ｅ ４ ０ ０ 章 节 规定 ，挂舵 臂 任一 水 平 面对 ｘ 轴 的剖 面模 数 ｗ 应不小 于按下 式计 算所得 之值 ：
Ｗ ＝１ ５ＭＶｌ ｈ ／ ｙ ｈ ｆ ｌ ｆ ｃ ｍ３ １