船舶结构规范设计.ppt

已知条件
在船舶总体设计初步完成后进行,此时已经确定条件:
主尺度
型线图
总布置图和按设计任务书对结构的要求(船舶用途、航区、装载情况、建筑形成、甲板层数、主要设备及使用要求等)
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主要任务
确定整个船体结构设计的原则,如选择材料、骨架形式、肋骨间距、分析结构质量对经济性的影响。
解决结构设计中的主要技术问题,确定构件的尺寸和连接方式,同时应充分考虑结构施工的可行性。
提出船体主要钢料预估单,并为总体设计提供船体钢料的质量重心资料。
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完成工作
船体主要构件计算书;中剖面图;基本结构图;首、尾结构图;首尾柱结构图;甲板平面图;肋骨型线图;外板展开图;主舱壁结构图;主机座结构图;尾轴架结构图;主机座和推力轴承座结构图;甲板室和上层建筑结构图;舱盖结构图和强度计算书;通风筒、空气管和排水口布置及结构图等。
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结构设计解决的主要矛盾
强度与质量的矛盾:
结构与工艺性的矛盾:
结构与使用性的矛盾:
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船体结构强度与质量的矛盾
保证船体结构具有足够的强度、刚度和稳定性是设计者应首先考虑的问题。但这并不是说构件选得愈大、愈坚固愈好,强度过剩会造成质量增加,钢材消耗多,建造成本提高并减少船舶载运能力。我们希望在保证船体结构满足强度、刚度和稳定性的前提下,力求减轻结构质量,节约材料,降低成本,提高船舶的营运经济性。
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结构与工艺性的矛盾
在结构设计时,还必须考虑到结构工艺性要求。
好的结构工艺性包括:
考虑到船舶所有部位的装配和施焊的可能性;
尽可能扩大分段建造范围,缩短造船周期,改善作业条件,提高造船质量;
尽量简化零部件结构,减少规范品种,尽可能采用标准件;
尽量减少零部件的曲线外形,结构上的开孔、切角等应符合标准尺寸或常取尺寸;
考虑船体结构维修与保养的可能性与方便性等。
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结构与使用性的矛盾
结构布置与构件尺寸要符合使用要求。例如
货船的结构布置要便于装卸货物;
旅客及船员住舱应有足够净空高;
支柱的布置应不妨碍总体布置及机器设备安装的要求等。
因此结构设计要与总体、轮机和设备的设计密切配合,树立整体观念,保证船舶各方面都有良好的性能。此外,根据使用要求在选取构件尺寸时要合理地考虑锈蚀、磨损余量及其他特殊加强,以降低维修费用和提高使用年限。
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结构设计的方法
计算设计
规范设计
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计算设计
定义:船体结构的计算设计是根据结构力学的原理来确定满足强度、刚度和稳定性要求的船体结构布置及构件尺寸。
发展:电子计算机技术的发展,给计算设计提供了迅速有效的工具,加之结构优化设计理论的发展,结构的计算设计将有较大的发展。
军船:对于设计技术要求较高,对结构质量控制严格的军用船舶,只能用计算设计。
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计算设计局限性
依赖经验:
目前,船体结构的计算设计必须辅之以经验设计才能完成。这是由于船舶结构设计的计算方法还不完整,计算设计一般只能在船舶中部的结构设计中实现,对于首、尾这些复杂部分还需参考型船进行设计。
工作量巨大。
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