铝合金在船舶与海洋工程轻量化设计的应用

铝合金在船舶与海洋工程轻量化设计的应用

发表时间：2018-10-30T09:45:20.400Z 来源：《防护工程》2018年第13期作者：侯现果

[导读] 随着当前社会经济的快速发展，关于船舶制造与海洋工程行业的发展，也获得了较多的实践机会。

侯现果

中国船级社质量认证公司北京东城 100006

摘要：随着当前社会经济的快速发展，关于船舶制造与海洋工程行业的发展，也获得了较多的实践机会。在此过程中分析关于铝合金在船舶与海洋工程轻量化设计中的应用，也引起了设计人员及研究人员的重视。文章针对当前铝合金在船舶与海洋工程轻量化设计的应用，进行简要的分析研究。

关键词：铝合金；船舶制造；海洋工程；应用

船舶与海洋工程在设计发展中抗腐蚀性，重量，密度，刚度为基础的设计要求，因此船舶及海洋工程的设计发展，对于后期制作原材料的质量要求也较高。其中铝合金作为常用的一类制造材料，其则具备较强的防腐蚀性，高密度，高强度，并且重量较轻，因此实际分析对于船舶与海洋工程的轻量化设计，则具备较高的应用价值。

1 船舶与海洋工程轻量化设计的意义

随着当前社会经济的快速发展，各类海上贸易活动，军事活动也快速增多，该类现状下对于船舶与海洋工程的制造质量与性能，也提出了更高的要求。其中轻量化设计则为船舶与海洋工程设计发展中，重要的设计发展方向。具体分析轻量化设计对于船舶装载量的提升，以及船舶机动性的提升发挥了重要的作用。因此从军事领域方面及民用商业领域方面分析，针对船舶与海洋工程进行轻量化设计，有着重要的战略价值，经济价值和科技价值。对于国家航运能力的提升，以及海上警卫力量的提升发挥了重要的作用。

2 铝合金在船舶与海洋工程轻量化设计中的主要应用内容分析

铝合金在船舶与海洋工程轻量化设计中的应用，有效的降低了船舶的自重，对于船舶装载量的提升，以及船舶功能的增加发挥了重要的作用。其中从实际的轻量化设计应用点进行分析，当前铝合金在船舶与海洋工程轻量化设计中的应用，主要的应用内容为：刚度设计中应用，防火设计中的应用，强度设计中的应用、内部结构设计中的应用、平台设计中的应用、室内框架设计中的应用。

2.1刚度设计中的应用

船舶在海洋中形式，海洋与船体装载量对于船体形成了较大的压力，分析该压力稳定均衡，则船舶行进中的安全性较高，反之则对于船舶的安全稳定应用，造成了较大的危害。分析当前铝合金在船舶与海洋工程刚度设计中的应用，则为核心的设计应用内容。实际作业中刚度设计中的应用，主要通过替换低碳钢进行设计应用，但分析由于铝合金的弹性模量较低，因此为保障其材料应用质量的合格性，并且保障刚度设计的合格性，具体在设计中主要通过增加厚度和剖面模数，进行其材料应用刚度设计的提升。

2.2防火设计中的应用

船舶与海洋工程在运行应用中防火设计，为重要的设计内容之一。分析落实良好的防火设计，对于船舶运行中的安全性保障，以及船舶应用的整体性能提升发挥了重要的作用。分析铝合金的熔点为一般在600℃左右，因此常规情况下在600℃以下的防火设计，可通过铝合金材料进行设计应用。但如防火风险温度超过600℃，则因材料物理性能的局限性，无法进行其材料的应用。

2.3强度设计中的应用

高强度为铝合金材料的主要物理特点之一，具体分析当前在船舶与海洋工程的强度设计中，铝合金材料在应用中主要应用于结构设计部分。但同时分析由于板材大小的限制，铝合金材料在施工应用中，通常需进行焊接作业或铆接的方式进行应用。从焊接后期的强度及前期整块板材的强度比较，焊接后期的板材强度较低。因此分析为保障船体结构应用的安全性，以及结构设计应用质量的合格性，铝合金材料在船舶结构设计中的应用，需根据工程设计要求以及荷载要求进行选择和应用。防止过量应用铝合金进行结构强度设计，造成的应力变形，荷载变形等不良现象。

2.4内部结构设计中的应用

船舶与海洋工程在发展中随着科技的进步，其船体规模与高度也快速增加，在此过程中内部结构设计程序也快速增多，如常规的楼梯设计，房间墙体设计项目等。该类内部结构设计中应用铝合金进行设计，也为主要的应用区域之一。但分析内部结构所承载的应力现状，以及对整体船舶装载能力产生的影响现状。内部结构设计中应用铝合金，主要应用于内部高层区域的设计中。避免因底层设计过多应用铝合金，造成的整体强度不足，及应力冲突等现象。

2.5平台设计中的应用

军事类的船舶与海洋工程在设计发展中，应用铝合金材料进行设计较为多见。其中主要的设计应用区域，则为平台设计中的应用，具体如：直升机升降台，短道设计中的应用。从直升机升降台及短道的所处区域，以及其在船舶自重中的占比分析，平台设计中应用铝合金材料，有效的降低了船舶自重，并且对于船舶的装载能力提升发挥了重要的作用。

2.6室内框架设计中的应用

船舶与海洋工程在轻量化设计中涉及了较多的生活及办公区域设计，该类区域在设计中对于结构强度的要求较低，主要侧重于空间设计及安全性的设计，如会议室墙体框架等区域的设计。室内框架设计中应用铝合金进行轻量化设计，从室内框架的总体数量，以及室内框架在船舶整体框架中的重量占比方面分析，极大的降低了船舶的自重，并且发挥了铝合金材料的实际应用效果。

3 铝合金在船舶与海洋工程轻量化设计中的注意事项

铝合金在船舶与海洋工程轻量化设计中的应用，整体分析由于涉及的设计应用区域较多，且应用中呈现的碎片化现象较多。因此在具体设计作业中，还存在较多的注意事项，如安全性，结构稳定性，强度测试。

3.1安全性

分析当前铝合金在船舶与海洋工程轻量化设计作业中，安全性为重要的注意事项之一。具体分析在实际作业中，关于安全性的落实主要通过整体的结构设计分析，以及荷载力，应力测试评估的方式进行控制，以此确保区域应用铝合金设计的有效性，降低因单一追求轻量化设计，造成的船舶安全性下降等不良现象。因此分析铝合金在船舶与海洋工程轻量化的设计应用中，关于安全性的落实应基于设计参