【开题报告】54000散货船结构强度设计
考虑船舶运动时远洋集装箱的强度设计【开题报告】
开题报告 船舶与海洋工程 考虑船舶运动时远洋集装箱的强度设计 1.远洋集装箱的发展前景 伴随世界经济一体化、贸易全球化和国际航运业的迅速发展，集装箱作为现代化的物流载体及一种先进的运输设备，在全球海上、陆路和航空运输中得到广泛应用，有力地促进了集装箱制造业和运输业迅猛发展。而据有关机构估计，全球贸易超过90%是通过海运集装箱运输进行的，大多数货物是由集装箱船运输的，目前发达国家集装箱化率约在70%—80%。我国外贸进出口货物的90%都是通过海运集装箱运输实现的，外贸货物集装箱化率已经提高到80%以上。2009年，世界集装箱保有量已达到3000万TEU。在经济全球化大趋势的推动下，国际集装箱行业显示出良好、强劲的发展势头。集装箱航运将全世界紧密联系在一起成为世界贸易繁荣的坚实基础。可以说“没有集装箱就没有贸易”，而在世界的许多地区，甚至是“没有贸易就没有繁荣”。我国已经连续17年蝉联世界第一集装箱产销大国地位，2009年全球集装箱销量约为46.5万TEU，我国集装箱销量为45.2万TEU，金额18.64亿美元，已经成为我国现代化运输行业的新的经济增长点。综上所述，集装箱对国际贸易和我国经济的发展至关重要，而我国目前的自行设计、制造和安装调试集装箱生产的能力以及新产品、新技术的设计开发能力还有待提高，因此只有对集装箱的结构和性能有充分的了解，才能生产出安全合格的集装箱，以保证集装箱在运输过程中的安全，进而确保货物的安全。国际集装箱安全公约(International Convention for Safe Containers)是为确保在集装箱装卸和运输过程中的安全为目的的国际公约。该公约在1972年在日内瓦召开的“联合国和政府间海事协商组织”公约要求新集装箱和现有集装箱获得批准。每个批准的集装箱上安装有安全合格牌照。公约中还规定了集装箱的结构、实验和维修保养等的要求。目前，我国关于远洋集装箱的设计、制造还不够成熟，有限元分析计算作为常规设计的重要补充，标准中关于这部分的规定还较少。
舰用冷凝器水室大开孔结构强度及优化设计研究的开题报告
舰用冷凝器水室大开孔结构强度及优化设计研究的
开题报告
本文研究的是舰用冷凝器水室大开孔结构的强度及优化设计问题。
冷凝器是舰船发动机冷却系统的核心组件，水室是冷却水流经冷凝器的
必经之路。
舰船在遇到海浪和风浪等恶劣气象条件时，水室的内部压力
将会变化，而水室大开孔结构的强度则影响到整个冷却系统的工作效果。
因此，研究水室大开孔结构的强度及优化设计具有重要的理论和实践意义。
本文将从以下两个方面进行研究：
1.水室大开孔结构的强度分析
首先，需要对水室大开孔结构进行深入的分析，包括其产生应力的
原因、应力的分布情况以及应力集中的位置等。
其次，需要选取适当的
理论方法，将水室大开孔结构进行建模，通过数值模拟等方法计算其应
力分布及强度大小。
最后，需要对研究结果进行分析，找出结构强度不
足的原因，并提出相应的改进措施。
2.水室大开孔结构的优化设计
在水室大开孔结构的基础上，通过结构改进等措施，实现水室大开
孔结构的优化设计。
具体来说，可以考虑调整开孔的大小、位置、形状
以及增加支撑结构等方式，使得水室大开孔结构在保证其功能需求的同时，具备更好的强度特性。
最终，通过对舰用冷凝器水室大开孔结构的强度及优化设计研究，
可以提高其抗风浪、抗海浪等恶劣环境的能力，同时为冷却系统的工作
效率提供更好的保障。
45 000 DWT散货船结构设计
边舱和管弄都为纵骨架式结构，其他部分除首楼以
外都为横骨架式结构。典型横剖面见图l 。
[收稿日期】2008一l o-17 【作者简介】王国强( 1979．10- ) ，男，助理工程师，从事船舶结构设计工作。
詹明珠( 1982．2- ) 。女。工程师，从事船舶结构设计工作。
42
王国强詹明珠：45 000DWT散 货船结 构设 计
本船为非国际航 线。不需要满足SOLAS的部分 要求．所以对于永久检验通道的要求亦可不予考虑。 但考虑到人员通行的方便性和人性化，本船在双层 底内仍然保留检验通道的布置。但在首部减免。另
外，由于没有布置克令吊，槽型舱壁顶凳就不需考虑 对货物吊的加强，槽型的设置也不会受到影响，可以 是很 规则的 ，并且 是左右对 称结构 。
1 布置特点
船舶主要参数： 总长
约190．00 m
垂线间长
182．00m
型
宽
32．26m
型
深
15．8m
设计吃水
10．8m
船级：
★CSAD，散货船，重货加强，B级冰区航行，
CCSS／D／F，f耶，装载仪，( S、I 、G)
★CSMD． MCC
本船为航行于国内远海航区及南京以下长江各
港口的江海直达散货船．受航线的影响，本船具有宽
的时候。对船底的屈曲予以特别关注。实际的规范 计算和有限元屈曲分析的结果也证明了这一点，船 底的屈曲的确应该作为重点考察，尤其是这种宽深 比比较大的船。在船底许用应力的折减上需要做一 定的计算分析，选取合适的折减系数。在以中拱为 主的工况下。上甲板的屈服应力校核需要重点考察。 受宽深比的影响，上甲板在满足总纵弯曲强度的前 提下，构件及板材的选择已经超过局部强度的要求， 上甲板的许用弯曲应力也就没有了折减的必要。内 底板参与总纵强度，同时要满足重货加强的要求，这 里就尤其需要注意局部强度．并且注意对屈曲强度
船舶结构与强度分析
船舶结构与强度分析
船舶结构与强度分析是对船舶结构进行计算、分析及验证的过程，旨在保证船
舶的安全性、可靠性和经济性。
一艘船舶的结构由许多部分组成，例如船体、甲板、船舱等，每个部分都有其具体的强度要求。
在进行结构分析前需要明确船舶的使用环境、航行条件、载货情况等诸多因素。
船舶结构分析一般可以分为三个阶段：静态强度分析、动态强度分析和疲劳强
度分析。
静态强度分析主要用于计算船舶各部分在受静载荷作用下的强度，例如船舶在停泊、装卸货时所受的荷载。
动态强度分析主要针对船体在水中航行时所受的作用力，例如波浪荷载、推进力等。
疲劳强度分析则是通过考虑船舶在长期使用中的疲劳作用，来评估船体在经过多次载荷循环后的损伤情况。
在进行结构分析时需要使用一些专业的软件，例如ANSYS和ABAQUS等。
这些软件可以模拟各种物理载荷对船体的作用，以及船体材料的力学性质。
通过数值模拟分析可以快速得出船舶各部分的强度，并根据计算结果针对性地进行结构设计和优化。
在玩具船到海上大货轮，不同类型的船舶在结构和强度方面都存在着天然的差异。
例如在大型油轮上，可靠性和安全性是最重要的要求之一。
因此，其结构设计需要考虑到较高的载荷和对液态羟基等液体的运输。
而在高速客轮上，需要优化船体的设计，以便在航行时降低阻力和提高速度。
总之，船舶结构与强度分析是保障船舶安全、可靠、经济的重要方法之一。
在
设计和制造的过程中，需要充分考虑各种使用环境和载货情况，以达到最优设计效果。
同时，不断研究和探索新的分析技术和方法，为船舶行业的发展做出贡献。
5600DWT散货船总体设计【开题报告】
开题报告船舶与海洋工程5600DWT散货船总体设计一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义：(一)国内外研究动态世界三大经济全面复苏,推动了全球经济和贸易的发展,也为航运业提供了巨大的市场需求。
2004年美国GDP增长率为4.5% ；日本经济复苏明显,达到3.0%；欧盟为2.6%。
我国经济持续、平稳、较快发展,保持了9.5%的增速[1]。
在2002年国际船市低迷的形式下，散货船订造量较2001年仍有大幅增长，超过油船订造量[2]。
世界散货需求继续保持增长,其中中国成为影响市场需求的主要因素。
有资料显示，中国已经取代日本，成为世界上铁矿石需求量最大的国家。
近几年中国钢铁投资明显膨胀，宏观经济调控措施的紧急出台抑制了类似的扩张行动，但整体钢铁生产保持增长的态势并没有改变[2]。
谈到中国散货船的发展历史，中国船舶工业经济研究中心产业研究部首席研究员张长涛感慨良多。
他说，从改革开放到“十五”末期，这一时期我国造船业全面进军国际市场，船舶企业开始转向出口。
通过大力引进国外先进设计技术和先进管理经验，开展大型船厂技术改造和大型造船设施建设，我国散货船建造实力进一步壮大。
“十五”中后期，我国提出要建设造船大国。
按新船成交量统计，2004年我国在散货船市场的份额仅为16.5%，远远低于日本造船业67.7%的水平。
而到2005年，三大造船基地和新建船厂陆续开始接单，我国在散货船市场的份额迅速跃升至42.3%，与日本造船业44.5%的水平基本相当[3]。
(二)选题的依据和意义20 世纪 50 年代以前没有专用散货船，都是用普通杂货船运输散货。
粮食、水泥等散货的流动性比液体小，都有一定的休止角，因而装这些散货时在舱口围扳内装满后，舱口四周的甲板下仍留有一个楔形空档。
船在海上发生横摇后，散货流向空档，形成横贯整个船宽的自由表面。
出现较大横摇时散货将流向一舷，船随即横倾，在风浪中很容易发生倾覆事故。
据统计，20 世纪50 年代全世界有150 余艘运送散货的船发生海损事故。
船体结构与强度设计总结新
1、结构的安全性是指结构能承受在正常施工和正常使用时大概浮现的各种载荷和（或）载荷效应，同时在偶然事件发生时及发生后，仍能保持必须的整体稳定性。
此外，结构在正常使用时，还必须适合营运的要求，并在正常的维护保养条件下，具有足够的耐久性。
2、船体强度计算包括：（1） 确定作用在船体或各个结构上的载荷的大小及性质，即外力问题；外载荷（2） 确定结构剖面中的应力与变形，即结构的响应分析（亦称载荷效应分析）；或者求使结构失去它应起的各种作用中的任何一种作用时的载荷，即结构的极限状态分析（亦或求载荷效应的极限值），即内力问题。
响应（3） 确定合适的强度标准，并检验强度条件。
衡准（结构的安全性衡准都普遍采纳确定性的许用应力法）3、通常将船体强度分为总强度和局部强度来研究。
4、结构的安全性是属于概率性的。
5、把船体当做一根漂移的空心薄壁梁（成为船体梁），从整体上研究其变形规律和抵抗破坏的能力，通常成为总强度。
总强度就是研究船体梁纵弯曲问题。
从局部上研究局部构件变形规律和抵抗破坏的能力，通常称为局部强度。
6、作用在船体结构上的载荷，按其对结构的阻碍可分为：总体性载荷、局部性载荷。
按载荷随时刻变化的性质可分为：不变载荷、静变载荷、动变载荷和冲击载荷。
7、总体性载荷是指引起整个船体的变形或破坏的载荷和载荷效应。
局部性载荷是指引起局部结构、构件变形或破坏的载荷。
冲击载荷，是指在特别短的时刻内猛然作用的载荷，例如砰击。
8、结构设计的基本任务是：抉择合适的结构材料和结构型式，决定全部构件的尺寸和连接方式，在保证具有足够的强度和安全性等要求下，使结构具有最佳的技术经济性能。
9、船体结构设计，一般随全船设计过程分为三个时期，即初步设计、详细设计和生产设计。
10、结构设计应考虑：安全性、营运适合性、船舶的整体配合性、耐久性、工艺性、经济性。
11、大多数结构的优化设计都以最小重量（或最小体积）作为设计的目标。
然而，减小结构尺寸、降低结构重量，往往会增加建筑工作量，从而增加制造成本同时还会引起维护保养费用的增加。
船舶结构强度课程设计之散货船
《船舶强度与结构设计》课程设计成绩：姓名：潘睿班级：A13船舶4学号：130305401日期：2016/6/12目录1船体结构设计任务书 (1)2船体结构尺寸确定2.1外板 (4)2.2甲板 (6)2.3双层底 (7)2.4舷侧骨架 (8)2.5甲板骨架 (9)3中剖面构件尺寸汇总 (11)4中剖面模数计算 (12)5总强度校核 (15)6第二货舱中剖面结构图 (16)7参考文献 (17)船体结构设计任务书1按CCS颁布的《钢质海船入级与建造规范》（2006年）设计下述船舶的船中剖面结构船型：双甲板尾机型散货船主尺度：船长L=110m船宽B=15.0m型深D=9.0m吃水d=6.5m方型系数C b=0.707该船的纵中剖面草图见图12与设计有关的条件该船主要装运谷物、粮食等散货。
上甲板舱口两侧及货舱船底采用纵骨架式结构，其余采用横骨架式。
甲板间高：H=3m纵骨间距：自9＃～131＃肋位，s=700mm; 其余s=600mm双层底高：第一货舱h=2.2m; 其余H=1.3m舱口宽度：b=8m舱口长度：按说明选取最大静水弯矩（压载出港）：M s=13876t.m船容系数：η=1.51m3/t（即装载率r =1/1.51=0.66 t/m3）上甲板货物计算载荷p=1.3t/m2要求设计第二货舱中的横剖面结构。
该横剖面草图见图2。
设计甲板骨架若需支柱时，规定在货舱内只设在中心线上，如图3所示。
推荐纵骨间距为600mm或700mm。
3提交作业a)船体结构设计计算书。
b)用1：50的比例绘出设计横剖面的结构图。
计算书包括：（a）对设计船特征（船型、主尺度、结构形式等）的概述，设计所根据的规范版本的说明等；（b）按船底、船侧、甲板的次序，分别写出确定每一构件尺寸的具体过程，并明确标出所选用的尺寸。
注意事项：计算书应简明、清晰、便于检查。
结构图应符合船舶制图规定，图上所标构件尺寸应与计算书中所选用尺寸一致。
4货舱设计方案该设计可采用下述两种方案之一：（1）第一货舱：舱口从108＃～124＃肋位，舱口长l=11.2m第二货舱：舱口从77＃～93＃肋位，舱口长l=11.2m第三货舱：舱口从43＃～59＃肋位，舱口长l=11.2m骨架采用常规结构形式。
船体强度和结构设计
船体强度和结构设计随着现代技术的不断发展，船只的生产和运营已经成为了一个高度专业化、技术含量极高的行业。
在船只的制造和使用过程中，船体的强度和结构设计对于整个船体的安全性和使用寿命有着至关重要的作用。
船体强度的设计是指，在各种环境和使用条件下，船体能够承受的最大力量和刚度。
为了保证船只的强度和安全性，船体的设计需要遵循一定的规范和标准，如国际海事组织（IMO）的规定、船级社的认证要求等。
一般来说，船体强度的设计包括了以下几个步骤：第一步：确定载荷船只的使用环境和任务不同，需要承受的载荷也不一样。
因此在进行船体强度设计前，需要确定船只承受的载荷类型和强度。
例如，对于运输散货的散货船，需要考虑到船体承受的自由液面荷载、海浪力、风力等多种载荷。
第二步：计算刚度和弯曲在船体强度设计中，需要对船体的刚度和弯曲进行计算和分析。
这是因为船只在航行中会受到各种冲击和力量的作用，比如海浪、风力等。
如果船体刚度不够或弯曲过大，就会导致整个船体的变形或损坏，从而影响船只的安全操作。
第三步：确定材料和结构根据船只承受的载荷类型和强度，以及对船体刚度和弯曲的计算，可以确定所需的船体材料和结构。
船体结构的设计通常分为纵向结构和横向结构两个方面。
纵向结构用于支撑船体的长度，包括船首、船尾、船面等。
而横向结构则用于支撑船体的宽度，包括船甲板、船壳等。
第四步：进行强度校核和验证一旦确定了船体的材料和结构，就需要进行强度校核和验证。
这个过程通常涉及到各种力学和材料学知识，包括疲劳寿命、断裂韧性、弯曲应力等。
校核和验证的目的是通过模拟船只在各种载荷情况下的应力和变形情况，来确保船体的强度和结构是安全的。
总之，船体强度和结构设计是保证船只安全和长期使用的重要环节。
只有在严谨的设计和校核过程中，才能保证船体设计符合规范，安全可靠。
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开题报告
船舶与海洋工程
54000散货船结构强度设计
一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义：
自上世纪七八十年代以来，干散货船得到了迅猛发展，据Drewry 统计，
目前干散货船队规模已达到4.5 亿载重吨左右[1]。虽然近几年国际航运市场低
迷，船队运力闲置情况较严重，但据辛浦森航运咨询有限公司(SSY)研究中心主
管John Kearsey 预测，依靠中国和印度等新兴市场的贸易大幅增加和发达国家
经济的缓慢复苏，干散货海运贸易仍将呈现超过年8%的增幅。全球干散货船队
运力规模呈现持续上升的趋势，而受益于干散货行情和铁矿石定价谈判的落
实，干散货渐次走出了低迷行情。在干散货行情重新高涨的背景下，航运企业
新建干散货船的热情再起[2-3]。
干散货船兴盛的背后，也让我们看到了一些不谐现象：在2000年3月23
日一艘满载50000吨盐、PRS级的Panamamax散货船LeaderL(1977年日本建
造)在距加拿大海岸500海里的水域，在未遭遇恶劣天气的情况下，船体突然开
裂，该轮在不到一分钟的时间内便折断沉没，造成了32名船员中有19人失
踪。而在LeaderL沉没三个月后，满载矿石的BV船级Capsize散货船
Treasure(1983年日本建造)在南非好望角，第四货舱右舷船壳板在海况并非十分
恶劣的情况下被撕开长度约14米、高约10米的口子，造成海水大量涌入货
舱，在坚持数小时后因该轮实际承受的弯距远远超过允许极限值，逐渐沉入海
底。2000年7月6日挪威海事当局向IACS提交了1997年2月8日在距挪威海
岸仅30海里的水域，满载的RAIN级Handysize散货船 Leros Strength(1976年
日本建造)沉船的事故调查报告。此起沉船是在船长向海上救助中心报告发现船
头己被海水淹没的3分钟后，便失去与救助中心的联系沉入海底，20名船员无
一生还[4]。
海损事故的不断发生，让我们不得不深思干散货船的安全问题。根据劳氏
海事信息服务(LMIS)海事数据库显示，对于载重量大于2万吨的散货船(指装载
干货的散货船)，自1978至1998年共发生3058起海难事故，普遍认为在许多
散货船失事的案例中，导致灾难发生的直接原因是结构设计不合理。这就体现
了结构可靠性在这种船型的安全性评估中的重要性[5]。
一般在进行船体强度的考虑时，最普遍的三种强度为船体的纵向强度、横
向强度和局部强度。以上这三种强度里，船体的纵向就是船体梁的总纵强度。
在船体结构设计领域中，船体总纵极限强度是船舶设计的一项重要指标，它对
结构的安全性产生巨大的影响，一旦引发事故，会造成极大的损失和危害，因
此如何有效地预测船舶结构强度成为迫切需要解决的问题[6]。就目前研究水平
而言，各个国际大型的船级社在其规范中最主要的还是采用了线弹性理论的弯
矩表示船体弯曲承载能力。不过，伴随着人们逐渐对船体破坏原理的深入认
识，总纵强度概念有了进一步的深入[7]。
国外的caldwell将加筋板所构成的船体结构理想化为厚度一定的板格，并
且船体总纵强度估算作剖面的全塑型弯矩[8]。1975年，Faulknerti有对上面的理
念进行了进一步的深化[9]。他建议建立一个设计方法通过它来去计算屈曲强度
系数。1984年，Nishiharal也应用了caldwell的方法，并进行了船体梁强度的计
算。而且他改进了强度折减系数的计算精度问题。类似以上的工作其他国外学
者几十年来也做了很多的研究工作。比如Endoh等人提出了船体梁的简便计算
方法并把它们应用到了求船体极限强度问题上来。在Caldwell的理论被广泛应
用后到目前为止其理论仍有发展，并且在对船体结构屈曲的影响及船体折减系
数的精确计算等方面也有了长足的进步。
但是，有些情况例如船体结构构件在失效破坏上时间不同的问题始终没有
很好的解决方案。这种状态一直保持到70年代，最后有一位名叫Smith的教授
提出的观点才一使得以上的问题有解决，其实Smith的观点可以看做是
Caldwell方法的延伸
[10]
。
国内的不少学者也对船体强度的研究做出了很多卓越的贡献。比如刘向东
在文献[11]详细阐述了船体强度理论以及结构力学、强度计算等方法;聂武、孙丽
萍在文献 [12]比较详实的介绍了一系列有关理论：单跨梁的弯曲理论、力法、能
量法、杆系的稳定性、矩形板的弯曲和稳定性；沈华在文献《船舶稳性与强
度》[13]一书中分别介绍了船体纵向弯曲强度、船体纵向扭转强度以及船体局部
强度等等。
目前，民用船舶的结构设计主要是根据船舶检验部门或船级社颁布的有关
规范来进行设计的。近几十年的发展中，规范的改变和发展对于船体结构计算
技术的发展做出了不可替代的作用[14]。
近年来，随着人们对船舶安全性和环保性的日益重视，国际海事组织
（IMO）对原有的公约、规则进行了一系列修订，出台了更加严格的公约、规
则。例如淘汰单壳油船，制定共同结构规范，提高油船、散货船安全性的其他
规则及批准有关环保条约等。散货船结构规范的不断更新：2008版及2009版
CCS散货船结构规范在与以前版本相比较时表明，母型船的结构强度虽然满足
旧的规范要求，但是新船型的结构需要进行加强，因此新规范的修订有利于船
舶结构设计的优化[17]。而在强度校核方面：相对于传统的散货船强度校核的要
求，2002 年国际船级社协会( IACS) 发布了统一要求S25 “散货船协调附加标
志及其对应设计载荷工况”。 要求凡是国际船级社协会成员的150m 及以上的
散货船的配载仪及装载手册中都必须提供货舱载货量限额与吃水的函数关系,
并要求在航运中应用该函数关系曲线对散货船局部强度进行控制[18]。
虽然现今散货船大都朝着双壳化、大型化发展，但市场上对57000DW大灵
便型散货船需求任很高，它是集灵活性、大载重量、低耗、环保于一体的标准
型船舶。而近几年散货船江海联运的概念的提出，使得不少50000吨级的散货
船开始了这方面的研究。其中上海船舶研究设计院设计了为航行于国内远海航
区及南京以下长江各港口的江海直达45000DWT散货船[21]。而散货船的多用途
化也是未来发展的重点，在装运散货、干杂货、散装谷物的同时也可以装重货
如集装箱等。
一直以来，人们对散货船的研究就没有停止。作为当今世界的主流船型之
一，散货船在人们的生产生活中扮演者重要的角色。未来散货船的发展趋势主
要体现在江海联运、多用途化、使用的年限增长、环保和自动化程度提高等几
个方面，但是船舶的结构强度永远是重中之重。尽管船舶事故尽管在各种交通
事故中的比例是最低的，但仍难以满足当今社会追求与环境和谐、寻求可持续
发展的更高要求。在任何国家，一旦发生船舶破损等海事事故立即就会引起社
会的高度关注，给海事界带来巨大压力。为了建造更坚固的船任然需要对散货
船的结构强度进行不断地研究。因此，对54000散货船结构强度设计是十分必
要的。
二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：
1. 船舶结构设计；
2. 运用规范法进行船舶强度计算；
3. 优化结构。
三、研究步骤、方法及措施：
四、参考文献：
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