阮俊斌
珠海市琛龙船厂有限公司
摘要：在针对船体结构强度与安全问题进行研究时，如果仅仅使用传统计算方法，那么不仅会造成理论与实际脱节，同时还会使整个船体设计工作变得更为复杂。所以为了改善这种窘迫的设计问题，工作人员不妨利用有限元法，设定基础的工作前提，对传统结构设计工作，以及计算内容提供较为便捷的操作方法。在提升工作效率的同时，也可以完善之前工作中的各种弊玻
关键词：船体结构；强度；安全
引言
随着航运事业的不断发展，作为重要交通工具的船舶越来越受到人们的重视，船舶的设计与建造更是得到重点关注。目前，各造船强国的设计水平和技术能力日趋成熟，然而在设计过程中的一些细节问题往往有所忽略，导致建造过程和交船运营后暴露出许多问题。船体结构设计关系船舶强度和安全，结构的细节设计和处理更为重要。
1船体结构安全问题
由于针对船体来讲，稳定方面的问题并不是特别重要，但是结构强度问题却需要我们时刻关注。船体稳定性较差，应该针对其非正常的现象，及时的找出并且采取有效的方式调整，最多只是导致险情出现，而船体结构强度只要产生问题，那么很有可能在毫无察觉的情况下出现毁灭性的灾难，针对船体结构安全方面一定要给予高度的关注，并且一定要注重船体结构检查，确保做好细节以及频次工作。船体结构设置老化疲劳超出限制，腐蚀性超出限制等一系列的问题已经逐渐凸显出来，并且很难找出问题，一定要拿出高度敬业的精神，认真有效的检查方式，才可以及时的找出船体结构方面存在的问题和安全隐患，这样才能够做到防患于未然。还有要确保船长和大副二者之间保持相同的意见，把船体管理部门规定的半年进行一次船体检查工作变成每次航前检查，以及随时检查这种模式。这里所说的航次检查就是每个航次扫舱时期均需要对各种舱中的板材和零件以及焊缝，还有管路以及人孔这些实施一次总体的近距离检查。高边柜里面检查的各个重载航次要着重进行抽样检查，不超过半年一定要覆盖全部高边柜，并且所需涂水舱漆的必须涂好。而随时检查，也就是船长和大副每天巡查加班的过程中形成的检查良好习惯，具有针对性的把视线放到舷内主甲板和上面那些应力聚集、容易腐蚀的地方。例如，舱口平面和围板以及甲板等。除此之外，还要给所有工作人员讲解船体结构非正常现象的情况，鼓励工作人员一起防范，采取上面的安全防范对策，能够有效解决全体结构安全方面的问题，确保船体的正常行驶。
2船体设计中结构重量控制
船体结构重量对于船舶载重、排水量和航速均有较大影响，在结构设计中应尽量减轻船体结构重量以获得更大载货量和理想航速。可以通过采取合理的设计方法和先进设计理念在满足船体结构强度、刚度和使用要求的同时，做到减轻结构重量和经济效益的最大化。
2.1严格按照规范计算及设计构件尺寸
在船体构件尺寸的设计过程中，受参考母型船、规范计算和有限元分析等因素的影响，构件尺寸的选取往往有所不同。在此过程中规范计算最为重要，因此在规范计算时应严格按照规范分区域、分段计算板厚和构件尺寸，如：规范中对于外板板厚和上层建筑构件尺寸的计算都是按区域、分段规定计算压头的，各区域计算的构件大小应有所区分，不能盲目一概按大者选龋对于主要构件虽在同一区域，但跨距差别较大时也应分开计算，做到差异化选取主要构件尺寸，使船体结构构件尺寸的设计更为合理和经济。
2.2选择船体结构材料
对于有特殊要求的船舶，在普通钢材不能满足其使用要求时可以合理选用特殊材料，在满足强度和刚度要求的前提下减轻船体结构重量。如：高速船因其航速要求高可全船或部分采用铝合金材料以减轻船体重量满足航速要求。
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2.3建立模型要素
在对有限元方法进行应用时，需要正确认识基础性要求，即根据求变量的内容，掌握相关数据内容，确定受力荷载，并清楚理解有限元网络点坐标信息。在利用此方法进行建模时，要按照相关标准内容执行：首先，要达到模型平衡要求，在船体结构总体，以及对独立节点进行受力分析的时候，要确保其处在一个静态受力平衡的状态；其次，建立模型时一定要掌握基础性的要求。这项内容包括总体结构的基础要求、离散点单元的基本要求；最后，按照规律化的形式分布计算网格，根据应力分散的实际性情况，就元点的受力特性，展开更为详细的论证。
3采用新设计理念，保证船体安全
3.1采用新设计理念，提高船体远航能力
运用高科技和全新的理念来研究船体，提高船体的稳定性以及远航能力，建造多功能船舶是当前发展的趋势。传统的船舶航行动力主要采用的是柴油，这样增加了船体的载荷量，而且也会使船体发动机的寿命受到影响。现在船体的动力系统大多数采用的是新能源以及汽电混合的系统，而船舶内各个场所都采用的是太阳能电池板供电，这样能够提高船体的工作效率，而且节能环保。对于船体供电系统，可以配备一定数量的蓄电池，能够时刻给太阳能电池板充电，从而保证电池处于100%的状态，防止由于缺电而影响船体远航。目前为止，我国船舶动力设备的性能还不够好，大多是从国外购买具有先进技术的发动机，从而提供船体的航行能力。但应当积极参考其他国家的发动机，研究其技术，对船体进行改良，降低船体在航行中受到的阻力。除此之外，还在船底涂布防腐材料能够增加船体的防腐性能，而且也能够降低船体的摩擦力。
3.2重视操舵实验，优化船体结构配置
一般来说，船的长度超过25m，则船舶两柱的距离约为20m，对于这类船舶需要控制入海水的深度在2.5~2.8m。如果船体负荷量过大时，工作人员需要对船体的动力系统以及供电系统进行监测，防止船舶运行受到影响，而且还要控制船舶的速度在12km/h，发动机的转速也要控制在1900r/min以下，只有这样才能保证船舶的航行安全，才能够降低船体与海水的摩擦，增加船舶的使用时间。除此之外，为了保证船舶能够提高运行效率，发动机必须要达到标准。为了保证船舶能够安全运行，需要调节船舶的舵角在90°左右。在这方面，应该多向其他国家学习，派专家去其他国家学习经验，掌握先进技术。在工作人员对船体的零件部位进行检测时，必须检测船体在工作状态和停止状态2种状态的性能，如果发现舵角发生了较大偏差，工作人员必须对发动机的参数以及船体的排水系统进行调整，直到能够正常航行。
结束语
随着航运事业的不断发展，作为重要交通工具的船舶越来越受到人们的重视，船舶的设计与建造更是得到重点关注。目前，各造船强国的设计水平和技术能力日趋成熟，然而在设计过程中的一些细节问题往往有所忽略，导致建造过程和交船运营后暴露出许多问题。船体结构设计关系船舶强度和安全，结构的细节设计和处理更为重要。因此，希望本文能为船体结构的强度和安全性提供一定的参考，从而保证船体的安全运行。减少安全事故的发生，增加船体的使用时间。
参考文献
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[4]吴健林,浅谈多用途拖船结构生产设计中的若干问题处理及解决措施[J].广东造船,2017(6):36-38.
[5]吴健林,浅谈多用途拖船结构生产设计中的若干问题处理及解决措施[J].广东造船,2017(6):36-38.
论文作者:阮俊斌
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第21期
论文发表时间:2019/11/26
标签：船体论文; 结构论文; 船舶论文; 强度论文; 构件论文; 航速论文; 尺寸论文; 《中国西部科技》2019年第21期论文;