船体设计硕士毕业论文

中小型船舶船体结构的缺陷补偿

摘 要：扼要分析和阐述了中小型船舶船体结构在装配过程中的缺陷,对难于采取返修的典型缺陷,提出了可以采取补强的可行性方案。

关键词：船体结构；结构强度；缺陷；补偿

船舶下水之前，造船厂检验部门将对船体结构（包括线型）进行全面的测量以及完整性的验收，以便将可靠的数据及有关资料提供给船级社和验船机构备查审核。鉴于船体是一个复杂的结构体，尽管在各道工序中实施了严格的管理措施以及按照工艺规程操作，由于工作量大，结构复杂，局部处施工条件差，因此仍免不了还会存在一定数量的缺陷。在这种情况下，采取适当的补强乃是保证船体结构局部强度的一种有效手段。下面就以实例来探讨缺陷的补强方法。

1 分段或总段对接处肋距超差

按照船体建造精度要求，对于已完成的分段或总段对接大接缝，心须测量其间的肋骨间距，并规定了极限误差值。因为一旦超差，将在一定程度上影响船体强度。一般可在大接缝区域适当位置增加中间肋骨或在相邻两肋骨间增设数道纵桁予以补强，对于局部偏差的，可在局部增设纵桁，但纵桁两端必须作必要延伸，以防止产生应力集中。

2 船体外表变形超差

船体外板线型平顺与否是衡量一艘船舶船体建造质量的标志之一。根据船体建造精度要求，规定了在一个肋距内或在一米长度范围内外板的不平度误差。船体外板的变形超差，最常见于线型变化曲率较大的艏艉部及相邻分段对接的大接缝区域。当然应首先考虑尽量利用工装夹具及冷热加工等措施矫正外板超差处的不平度。对于不平顺面积较小的外板，可按图1所示补强，图中表示了分段接缝处外板的缺陷及补强办法，如采用扁钢补强，则扁钢尺寸可取比肋骨型号略小的型材进行补强。

对于相邻肋骨间不平顺面积较大的外板，在不平顺处采用纵横向十字交叉结构的型材补强，纵横向型材的两端应分别削斜过渡。

3 外板上肋骨腹板与理论平面超差

对于中小型船舶的艏艉段，一般在胎架上以甲板为基准面采用反造法进行建造。这样在吊装肋骨框架定位时，如若肋骨框架稍有扭曲或定位时未与甲板上的中心线相垂直，这样就会造成肋骨腹板与外板连接后所形成的角度不符要求，焊后就称为肋骨腹板变形，对于由此形成的缺陷，由于结构空间狭窄，特别是在焊后很难矫正。所以选用肘板进行补强就显得既方便又实际。

4 船体结构节点构件连接尺寸超差

船体是一个复杂的结构体，船体内部构架密集，各种型式的构件纵横相交，形成了所谓结构节点。例如纵骨与肋板相交、龙骨与舱壁相交、横梁与纵桁相交等等。这些相交的结构节点，若在施工中因技术不熟练或稍有疏忽大意，就会造成节点处相交构件连接尺寸间隙过大，致使无法施焊，直接影响结构的刚度和强度。

A 横梁与肋骨相交处间隙过大

如图2所示，横梁与肋骨间间隙安装后为30mm。对于中小型船舶，船体建造精度要求中间间隙应在10~20mm之间，最大不得超过20mm。针对上述缺陷，可以考虑用割换一段肋骨来处理。但由于肋骨与舷侧板焊接已结束，动用割炬切割会使该区域舷侧板因受热而产生局部变形，同时由于肋骨多了一条对接缝，将影响肋骨本身的强度。故可考虑图2中适当加大肘板尺寸的办法予以补强,使肘板与肋骨相交的焊缝长度能满足原有焊缝长度的要求。

B 纵骨穿过构件处割空超差

对于中小型船舶，纵骨架式结构的底部和甲板，当纵骨穿过实肋板或横梁时，规范要求该节点处的纵骨腹板与实肋板或横梁应进行焊接。但往往因装配时划线有误，使切割后间隙过大，难于施焊，如图3a所示，为了弥补该缺陷，一般可采用与实肋板或横梁等厚度的补板予以补强，见图3b所示。补板尺寸可据该处纵骨大小而定。

C 龙骨与横舱壁相交处间隙过大

龙骨包括中内龙骨与旁内龙骨。龙骨与横舱壁均属主船体的主要结构，它们对一艘船舶的纵横向强度起着重要的作用，特别是中内龙骨，是纵向连续构件。在中内龙骨与横舱壁相交的节点处，由于偶然操作不慎在装配时将中内龙骨多割了一部分，使该处腹板及面板与横舱壁无法施焊，见图4a所示，此时，如果因此而将一段连续的中内龙骨割换，则不论对重新装焊还是在外观乃至质量上都将留有不足，如果该处多割的间隙不超过12~15mm，则采用加装垫板的方式进行补强就显得既方便又可行。见图4b所示，垫板厚度可比间隙小3~5mm，其尺寸视该处中内龙骨尺度具体选用。如若多割的间隙较大，那么就不能随意增加垫板厚度，否则该节点将形成为“硬点”。此时应考虑采用割换或其它工艺措施来消除其缺陷。

D 上层建筑扶强材根部与甲板间空隙过大

中小型船舶的上层建筑结构，一般在胎架上制成整体分段后，再在主甲板上进行定位吊装。施工中常见围壁上的扶强材根部与甲板间隙过大，见图5a所示，此时，可在扶强材根部与甲板间加装肘板来补强，见图5b所示。

以上列举的几例，是中小型船舶船体装配中比较典型的常见缺陷。当然，缺陷的形成也有工序间联系不够、管理不善、未遵循工艺要求，有时也有违章作业等原因所致。对船体建造中的各种缺陷必须针对具体问题作具体分析，对不同船型、不同结构型式的船舶提出不同的方案，决不能一概而论。同时在实际工作当中，要多积累经验，改进造船工艺，不断提高船舶的建造质量。

参考文献

[1]船舶设计实用手册[M].北京：国防工业出版社.1998，（12）.

[2]华乃导主编.船体修造与工艺[M].大连：大连海事大学出版社，2000，（

威海职业学院毕业论文5000T杂货船油船船舯典型分段生产设计设计与制造学 生 姓 名： 王建坡指 导 教 师： 余秀丽、王正海专 业 名 称： 船舶工程技术所 在 系 部： 船舶工程系目 录摘要 IAbstract II第一章 前言 1第二章 船体说明书 22.1总体部分 22.1.1 概述 2第三章 船舯分段构件数量 33.1纵向构件 33.1.1纵骨：52 件 33.1.2第二、三甲板：2×2 件 33.1.3旁底桁：6 件（水密旁底桁1件） 43.1.4纵向舱壁：1 件 43.2横向构件 53.2.1强肋位上强结构：16×5 件 53.2.2弱肋位上强结构：23×12 件 6第四章 识图 7第五章 分段拆分 8第六章 零件套料 9第七章 舯部分段装配 9第八章 结论与建议 11致谢 12摘要本文介绍的是5000t油轮的舯部典型分段设计过程，采用的是母型船改造法。设计过程包括主尺度的确定，总布置设计，舱容和各种载况下的稳性计算。整个设计过程以货舱舱容、稳性、操纵性和经济性为中心。确保设计的船具有足够的舱容，改善设计船的稳性和操纵性，同时具备良好的经济性。关键词：5000t油船，典型分段，结构，设计AbstractIn this paper the design process of midship 5000t oil ship is introduced, in which basic ship method is used. The design process involves in the determination of principal dimensions, general layout design, general arrangement, stability calculationThat centers on volume of compartment,stability,maneuverability,economy in design course. Ensure that oil ship have volume of compartment enough,improve stability and maneuverability of the designing ship . Meanwhile,having good economy.Key words：5000t oil shiptanker; typical subsection; structure; design第一章 前言我国5000T钢质油轮油轮行业正在逐步走出低谷，而且该行业已经基本步走出了全球经济萧条的低迷期。5000T钢质油轮油轮行业在现代济危机时代背景下，面临更多新的不确定因素，这些因素增加了判断未来经济走势和把握经济增长与通货膨胀之间关系的难度。5000T钢质油轮油轮行业是否持续低迷？5000T钢质油轮油轮生产企业的决策影响很大，要求我们站在全球经济背景下、把握好经济发展的周期、剖析中国宏观经济政策走向，认清5000T钢质油轮油轮行业发展形势、抓住机遇，准确预测5000T钢质油轮油轮行业未来走势，制定正确的发展规划、及时调整发展战略、积极开拓新的市场，在危机后迅速崛起。沿海成品油运输历来在国民经济中占有重要地位，但我国成品油供需存在地区间的不平衡，形成了“北油南运，西油东进”的格局。为缓解成品油运输压力，提高成品油运输的经济性和安全性，迫切需要开发新型成品油船。第二章 船体说明书2.1总体部分2.1.1 概述设计船为5000t油轮，航区为Ⅱ类航区，主要作业海区为各大洋近海航区1。本论文是毕业设计的一个重要组成部分，它包括了设计中的重要计算过程，以及部分重要设计步骤。毕业设计是我们大学学习生涯中重要的一环，是我们学习新的知识，对以往所学知识的应用及检。不断的发现问题，解决问题，提高我们实际应用知识的能力。这对我们将来学习和工作都有很大的帮助。本船为5000T近海成品油船。本船的设计是油船船舯典型分段设计，总体上满足设计所需的要求。本分段共有17个肋位组成。2. 1.2 主要数据2. 1.2.1 主尺度总长 ：94.80m型宽 ：16.50m型深 ：9.20m吃水 ：6.5m垂线间长：89.00m2. 1.2.2 主要船型系数长 宽 比 Lpp/B 5.39长 深 比 Lpp/D1 9.67宽 深 比 B/D1 1.79宽度吃水比 B/T 2.542. 1.2.3 载重量载重量（吨）吨:5000第三章 船舯分段构件数量3.1纵向构件3.1.1纵骨：52 件图3.1纵骨3.1.2第二、三甲板：2×2 件图3.2甲板3.1.3旁底桁：6 件（水密旁底桁1件）3.1.4纵向舱壁：1 件3.2横向构件3.2.1强肋位上强结构：16×5 件3.2.2弱肋位上强结构：23×12 件扶强材：若干第四章 识图在对图纸进行拆分前，应认真观察图纸中的符号与数据。船体中线¢表示船体的纵向中心,吃水符号表示水浸没船体的位置，一般接缝表示两块板拼接时的焊缝，分段接缝表示两分段合拢时的焊接缝，连续符号表示零件是连续的，间断符号表示两结构是断开的，小开口剖面符号，剖切符号表示纵向构件的详细纵向剖面图，肋位符号#表示肋骨所在的位置排号。第五章 分段拆分5000t油轮按1:6的比例缩小后将其舯部剖面图拆分成不同的零件图。使用autoCAD软件将5000t油轮原图缩比后，把油轮舯部横剖面图的局部移出，然后使用CAD软件中的工具修正，将需要拆分的零件呈现出来，把除零件外其它多余部分清除，然后把每个零件的零件图进行排列，按我所要设计的船舯典型分段肋位数，复制成若干。我所设计的船舯典型分段需要17个肋位，其中包含5个强肋位和12个弱肋位。在我拆分船舯横剖面图时，首先拆分强肋位上的强结构，每一个强肋位上需要拆分16个强结构，同时每个强结构上都附有扶强材（加强筋）,对扶强材拆分时要注意，扶强材需要削斜时斜边的长度应该是扶强材面宽的3倍。其次在图纸上拆分弱肋位上的零件，每个弱肋位上共有23个零件，每个零件上附加着扶强材。将横向结构中的零件全部拆分完毕，把强肋位上的强结构复制5份，弱肋位上的所有零件复制12份。对船舯典型分段图纵向构件进行拆分，根据纵向构件的详细图解进行拆分，每件纵向结构附加着扶强材，纵向结构中旁桁材5件，第二、三甲板4件，纵向舱壁1件。对内外板的拆分，根据工具测量内外板的尺寸进行拆分。上述所有的零件中需要安装扶强材的，应作出位置线便于安装校正。将所有的零件拆分完毕，对零件进行进行排版，排版原则：零件厚度一致，排列紧密。把厚度相同的零件排列在同一块板上，尽可能的利用板的空间。排版完毕后，按板的厚度由小到大的顺序排列放好。（注意：纵向构件的两端应位于肋距的1/4或1/3处。）第六章 零件套料对使用autoCAD软件拆分出的零件图进行打印，将打印出的图纸粘贴到硬纸板上，用剪刀或小刀对拆分零件进行套料，制作出每个肋位上的零件。对零件的套料必须精准，便于组装。第七章 舯部分段装配7.1托盘管理4【4】使用托盘管理，对套料后的零件进行分组，同一肋位上的零件放到一起，并编写顺序号；纵向构件放到一起，并编写顺序号。在分段装配中，首先进行的是小组立安装，所有开孔的强结构都需安装扶强材。7.2装配顺序7.2.1船底分段装配在分段装配中，首先装配船底分段，使用反造法，将船底内板反放，便于纵桁材和横向强结构的安装。纵向结构和横向结构安装时应与内底板上的划线相一致，以提高装配的效率和准确性。船底分段装配中首先安装旁桁材，由船中向两侧对称安装，旁桁材沿船底位置线定位后，对旁桁材全面涂胶进行固定粘结，旁桁材两端应留有50mm暂不粘2。横向结构进行安装时，由中间向两侧粘贴，横向结构粘贴时应先粘横向接缝，后粘角接缝。7.2.2舷侧分段装配对舷侧分段装配时，使用侧造法，以舷侧内壳为底，便于舷侧纵骨和横向强结构的安装，纵骨和强结构安装时应与内壳板位置划线相一致，以提高装配效率和缩小误差。其粘贴顺序同船底构件安装顺序相同，纵骨两端仍留50mm暂不粘2。将所有的零件拆分完毕，对零件进行进行排版，排版原则：零件厚度一致，排列紧密。把厚度相同的零件排列在同一块板上，尽可能的利用板的空间。排版完毕后，按板的厚度由小到大的顺序排列放好。7.3装配成果一段文字说明附上装配成果图片第八章 结论与建议历时两个多月的毕业设计与制作，通过这次毕业设计对大学三年所学的专业知识有了系统的运用，对知识有了更深刻的理解和掌握，同时提高了自己的动手能力。这次的设计是关于5000t油船的船舯典型分段的设计与制作，通过网络和图书馆查阅了很多相关的知识，对5000t油船的船体设计、套料、装配、建造有了深入的系统的了解。这次设计运用的最多的软件是AutoCAD，通过这次毕业设计对AutoCAD的运用更加熟练，速度也有了很大的提高。还有对EXCEL编程的能力也得到了很大的提高。我衷心的建议学校能够更多的引进这方面的软件，让同学们能更早的接触这方面的知识，对将来能更快的适应工作奠定一定的基础。致谢参考文献【1】. 《船舶设计原理》 哈尔滨工程大学出版社，20062. 李忠林、魏莉洁、张子睿《船舶建造工艺学》 哈尔滨工程大学出版社，20063. 彭公武 《船舶结构与制图》 哈尔滨工程大学出版社，20064. 黄广茂 《造船生产设计》 哈尔滨工程大学出版社，20065. 刁玉峰 《船舶舾装工程》 哈尔滨工程大学出版社，2006[7] 杨永祥，茆文玉.《船体制图》.哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，1994[7] 杨永祥，茆文玉.《船体制图》.哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，1994