11000DWT成品油船结构强度设计【开题报告】.doc

1、毕业论文开题报告 船舶与海洋工程 11000DWT成品油船结构强度设计 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义： 近年来，世界经济的迅速发展导致全球能源需求的迅速升温，使海上石油运输日趋繁忙，据 ISL 杂志， 2005 年世界原油海运量 18.2 亿吨。周转量 89850 亿 t“n mile，平均运距 4 937 n mile。根据统计分析，每吨船每年运油以 6.85 亿吨计，需要油轮运力为 26570 万 DWT。据 ISE， 2006 年 10 月世界营运油轮共 1667 艘、 26625 万吨。然而航线的繁忙导致油船 沉没、 触礁、 碰撞 等 事故时有发生 ， 引发了船舶

2、溢油事故，对生态环境产生巨大的冲击，这 受到海运界和国际造船界的高度关注。 据统计， 从世界 1967 年至 2005 年的重大油轮事故 (溢油 20000t 以上 )，从溢油事故的原因看，船舶碰撞、触礁和搁浅是发生溢油事故占 95以上；从事故区域看，事故大都发生在近岸水域和航道上。而大多数的溢油事故都是由单壳的油船引起的，比如1989 年 3 月“ EXXON VALDEZ”号单壳油轮在美国阿拉斯加沿岸搁浅造成 4 万多吨原油溢出污染； 1999 年 12 月 12 日单壳油轮“ ERICA”在法国西北沿海的触礁断裂溢油 1 万 余吨； 2002 年 11 月 19 日，单壳油轮“ PRES

3、TIGE”在西班牙北部海岸的触礁短裂造成 6万多吨原油溢出等重大污染事故， 类似的事故很多 ，从而 引出并加速了国际海事组织对单壳油轮淘汰的步伐。 目前 ， 世界 油 船队中在航船舶的 油船 结构大多为 双壳双底结构 ， 2010 年双双壳油船的比例将占到船队的 97%。我们相信在未来几年内，单壳油船将退出历史舞台。 虽然单壳油轮逐步被淘汰，但是由于油轮本身的尺寸巨大，它的结构强度破坏始终是各大船厂、各国船级社以及船舶科研人员的广泛关注的焦点。 当今世界上 油 船 的 稳性问题几乎不存在， 但是 结构强 度问题却无时不令人担忧。 由于 油 船长期受风浪的袭击 ，海水的腐蚀， 再加上油船本身较为

4、巨大， 所以船体结构 强度 相对比较脆弱。尽管当今的造船技术不断提高，但 油 船因结构损坏断裂而造成的各种灾难事故还是屡见不鲜 。当 船舶稳性不足，可以根据 其征兆及时发现和调整，充其量只能造成险情，而船体结构强度一旦出现问题，很可能在不知不觉中便会突发灭顶之灾。 在一般情况下，构件尺寸愈大，材料包含的缺陷相应增加，产生疲劳裂纹的可能性就愈大，导致疲劳极限降低。 再 加上油 船 本身 的结构复杂，其中有些地方被腐蚀或已经产生小的裂纹等一些不安全的因素是不容 易被发现的，由于这些不安全因素长期得不到及时维修或保障，从而引起事故的发生， 所以说对待船舶结构的安全绝不可以掉以轻心。 虽然 已经清楚的

5、认识到是由于 油 船的结构性缺陷引起了安全隐患， 各国 提出了 改良和优化措施 ， 但是国内外对于船体结构设计的规范不够统一 ，从而 导致 油 船结构安全性问题未 得到 彻底解决，因此在 2005 年伦敦召开的国际船级社协会 (IACS)第 52 次理事会上，经全体成员一致表决同意，最终通过了油船和散货船共同结构规范 (CSR)。 CSR 代替原来的有关船级社规范，而且延伸到船舶设计标准、船舶防腐蚀规范、船舶结构环 境保护标准、船壳钢板质地、性能和厚度以及船舶各种结构材料标准等；明确了船舶肋骨的结构质量和数量要求，同时船舶建造过程中必须采取的船体防腐蚀措施和标准 ；在双壳油船共同结构规范中，将

6、一些较为先进的结构强度理论引入了规范实践，如总纵弯矩下的极限强度、考虑非线性的高级屈曲评估方法、细化网格和基于热点应力的疲劳分析准则等等。这些新技术的应用，有力地推动了现代船舶结构设计技术的进一步发展。 CSR 的提出结束了各国船级社之间在船舶结构尺寸上的竞争，成为 IACS 有史以来第一次在全球范围内统一船舶建造的标准。 同时也 避免了国际 造船行业在钢材厚度、质地、以及腐蚀等有关船舶建造方面的恶性竞争，而把竞争集中于船舶现代化技术设备开发、增收节支和提高船舶性能上 。 随着油船的设计、建造 日益成熟 ， 油船的结构设计不断完善以及安全性大大加强。而 现在 正在服役的 有些油 船却存在着船体

7、结构上的种种缺陷，比如船体和某些主要受力构件上的变形、疲劳、腐蚀渐达极限以及以往损伤事故的后遗症等 ； 早在 20世纪 70年代中期，随着船型快速向大型化发展，高强度钢开始用于 VLCC的甲板和底部。近十几年来，高强度钢在大型油船 ,超大型油船及其它大型船舶的结构中得到了广泛的采用。 虽 然这些钢材达到了减轻结构重量、降低造船成本、增加载重量的目的，但其较薄的船壳和相对较小的构件按正常腐蚀的速度使得其达到腐蚀极限的年限大为减少。同时这种较薄的高强度钢材的脆性较强，柔韧性较低，在遭遇较大外力时，更加容易发生疲劳脆性断裂。 自二十世纪九十年代以来国际海事组织（ IMO）和国际船级社协会（ IACS

8、）对 原油船不断推出新的要求和规定，这些新要求的推出也促进了 原油船 船型技术的发展和更新。正是基于这种形势，国家发展改革委在高新优船舶关键技术开发专项中 ，安排了油船系列船型优化与换代技术研究课题（课题包括六 个专题：总体性能研究及技术开发、巴拿马型成品油船兼运化学品研究及技术开发、结构设计与优化研究及技术开发、货油装卸系统自动化和智能化研究及技术开发、轮机及货油设备配置和系统优化研究及技术开发和总体建造技术研究及技术开发），重点解决满足国际规范规则要求的灵便型、巴拿马最大型、阿芙拉型、苏伊士型及超大型油船等关键技术。在通过各大船舶公司的努力之后，整个课题无论是研究深度还是研究进度都符合了目

9、标责任书和分交合同的要求， 80以上的专题已进入成果归纳总结阶段。同时，从对各专题的中期评估情况看，由于上述两项课题 目标明确，责任落实，很多专题已经形成了阶段性成果，项目研究的进展情况良好。 通过此次 11000DWT 成品油船的设计， 提高 了 自己对各种船舶类型技术设计思想、收集资料等能力，从中了解国内外近年来造船事业和世界航运业的发展状况 。通过有关规范，手册和工具书的查阅及使用，培养综合运用所学专业理论知识，分析、解决工程设计实际问题能力 ， 从而使自己进一步理解和掌握船舶 结构 设计的整个过程，进而增强自己走向工作岗位的适应能力，为自己走向社会奠定良好的基础。 二、研究的基本内容，

10、拟解决的主要问题： 1、基本内容 1船型主尺 度计算确定； 2新船型线生成； 3总布置设计； 4结构规范设计、强度校核及相关图纸绘制。 2、拟解决的主要问题 1确定新船船型主尺度以及其他基本数据； 2生成新船型线 3进行总纵强度计算与校核以及重要受力部位的强度校核； 4绘制重要的结构图纸； 5对原有船型进行改进。 三、研究步骤、方法及措施： 研究步骤 方法及措施 1.任务书与母型资料分析；排水量及主要尺度确定 母型船改造法 2.总布置设计，绘制总布置 参考母型船资料 3.熟悉结构规范与规范设计计算 参照 2006 钢制海船入级 规 范 4.绘制基本结构图 参考母型船资料和设计船 总布置图 5.

11、绘制 中 横剖面 图 根据结构 设计 计算书和基本结构图 6.强度校核图 根据结构 设计 计算书和基本结构图 四、参考文献： 1 姜殿民 . 谁该为我们海洋的安全 J .交通节能与环保 ， 2008（ 02） . 2 章漪云，何晓航 . 高强度钢在船体结构中的应用探讨 J . 船舶 ， 2004（ 02） . 3 张晓华，洪礼卫，田常录 . 大型油轮船体结构的疲劳寿命评估 J . 科学技术与工程 , 2007（ 18） . 4 李博洋，叶晓华 . 关于 MARPOL公 约附则 I第 13H条分析及建议 J . 青岛远洋船员学院学报， 2008（ 03） . 5 顾家骏 . 原油运输市场分析 J

12、 . 中国航海 ， 2007（ 03） . 6 杨永祥，嵇春艳，罗广恩 . 基于 JTP 规范大型油船疲劳热点寿命评估 J . 舰船科学技术 ， 2007（ 08） . 7 谭开忍，李小平 . 船体结构极限强度研究进展 J . 船舶， 2006（ 05） 8 梅义荣，杨平 . 基于 IACS 共同规范的油船极限强度及敏感性分析 J. 船海工程 ，2007. 9 王自力，顾永宁 . 超大型油船双壳舷侧结构的碰撞性能研究 J. 中国造船 ， 2002(01). 10 冯国庆，任慧龙，李辉 . 实用船舶结构疲劳评估方法概要 J . 舰船科学技术 ，2009（ 01） . 11 Tim Wilkins

13、. 单壳油轮何去何从 J .中国远洋船务 . 12 中国船级社 . 钢质海船入级与建造规范 M.北京：人民交通出版社 . 13 O.F.Hughes,张祥孝主译 . 船舶结构设计 M.广州：华南理工大学出版社， 1988. 14 顾敏童主编 .船舶设计原理 .上海交通大学出版社， 2001 15 吴仁员、谢祚水、李治彬合等编 .船舶结 构 .国防工业出版社，第三版 16 王杰德，杨永谦 . 船舶强度与结构设计 M. 国防工业出版社， 1986 17 Tanker Safety : The Work of t he International Maritime Organization. Foc

14、us on IMO ， March 1996 18 European Maritime Safety Agency.Safer and cleaner shipping in the European UnionM. Office for Official Publications of the European Communities， 2006 19 ABS Rules For Building And Classing： Steel Vesssels M.2008 20 NA Ri-sa,REN Hui-long,GAO ZHi-long,JIN Xian-ding. Simulation of Sloshing and Structural Response in VLCC Tanks J . Journal of Ship Mechanics ,2007(06)