1、 毕业设计文献综述 船舶与海洋工程 18000DWT 化学品船结构设计与规范校核 1. 本文的研究背景及意义 化学品船市场前景良好 ： 市场下滑的同时也孕育着一些积极的因素，如果这些因素能够发挥作用，化学品船市场将会保持稳定。 首先，欧盟和国际海事组织的法规可能对未来几年化学品船供需平衡产生有利影响。 IMO 修订的海事规则规定于 2007 年 1 月开始强制要求运输棕榈油和植物油要使用 IMO II 类船，这样，约 570 万载重吨船舶将退出市场或改变用途，修正后的规则将会刺激 IMO II 类船的需求。尽管有成品油船能够运输 IMO II/III 类货物，但即使这些船都用来运输棕榈油和乙醇
2、，供给紧张依然不可避免。按照 IMO 的规定，单壳船将被逐步淘汰，再加上老龄船舶的按时淘汰，运力压力不会像现在分析的那样大。其次，化学品运距变长，能吸纳部分运力。近年来，中东地区持续增加炼油能力，预计化学品出口量将从今年的 2500 万吨增加至 2011 年的 4000 万吨。从中东出发的化学品可能被运送至亚洲和欧洲，运距变长，有助于吸收化学品船市场的运力。第三，亚洲区域内的进出口将是支撑今后几年化学品船航运市场上升的主要增长点。尤其是迅速扩张的中国市场。此外，印度化学品船的 需求也显著增长。因此，未来市场依赖于亚洲和拉美市场产品生产能力的建设上，传统的市场如美国和欧洲的增长能力有限。 200
3、7 年化学品海上贸易量为 1.5 亿吨，同比增长 15%。 2010年世界化学品海运量将达到 1.63 亿吨。第四，生物燃料可能是另一个较大的市场。从去年开始，从南美出口的乙醇已经大大的增加。椰子油、棕榈油和喷气燃料都有巨大潜力，从南美和东南亚的生产国到欧洲和美国的消费地，这种远距离的运输需要更多的船舶。劳氏船级社分析认为到 2030 年，生物燃料运输需要 400艘灵便型油船。 2. 化学品船设计依据 文献 1主要提 出了化学品船建造的特点， 针对成品油、化学品船的建造特点和关键技术，重点阐述了货油舱区的施工要领，包括槽形舱壁的装焊要点，不锈钢管焊接规程和特涂工艺； 文献 2针对 46000D
4、WT的化学品船进行设计， 46 OOODW1化学品船是大连造船厂自行设计建造的大型多功能 IMO t型化学品船。挂马来西亚旗，人 DNV船级，可载运密度高达 1.53 t /m3的苛性纳及其它适运的 500余种化学品及石油制品。本船货油舱采用整休型液舱，双壳体结构，“清洁”型货舱以便于洗舱、用有限元法结构分析和优化设计确保了船体强度满足规范要 求且使船重减轻； 文献 3提出了散装化学品船的设计纲要， 通过一艘内河散装化学品运输船设计介绍，论述了内河中小型散装化学品运输船的船型特点、船舶的操纵与安全性能、液舱液位遥测与溢流控制。该类化学品运输船船员人数少，安全可靠性高，具有广阔的市场前景； 文献
5、 4针对 3000t的化学品船设计提出了 船的主要设计依据和总体布置、船舶的型线特点、船舶的结构形式、各项静水性能、推进与操纵等； 文献 56提出了化学品船 液货区液货系统设计、计算、布置等， 货舱内液货通过泵舱内设置的双螺杆货泵驳出，通常情况下由甲板操纵机 构开启吸入阀，而将各液货舱的液货经流量计、控制阀及通岸接头驳岸。当双螺杆货泵出现故障时，则可通过开启甲板上的应急阀，由陆上吸入管将各货舱内的液货抽出。由于本船载运易燃易爆的危险化学品，为了避免因管内输送介质流速过快而导致产生静电，同时也为了防止因液货管过早腐蚀而导致管路系统的损坏，因此货泵的排量及货管的壁厚必须合理地选配与设计； 文献 7
6、主要说明了液货船舶设计的困难与创新， 纵横槽型舱壁可设置为水平槽型，施工方便并加大船体抗总纵弯曲能力 ;船体纵横槽型舱壁板列可加多、减薄，减少材料利用，使结构更轻、强度更好 ;外板、甲板、内壳板可以再行折角来扩大舱容 ;高强度钢的应用范围可进一步优化确定； 文献 8提出了船舶设计软件整合利用。 3.化学品船结构强度校核依据 文献 9 提出了船舶极限强度的追踪和校核； 文献 10 以化学品船为例提出了考虑剪力修正的剪切强度： 船舶强度主要包括总纵强度和局部强度两大方面，而在总纵强度中，又可分为弯曲强度和剪切强度。船体结构设计的成功，就要使这些强度都得到满足。剪力修正的问题，主要是由于装载不均匀性
7、引起的。 文献 11提出了化学品船完整稳性计算和破舱稳性计算以及压载水置换手册计算； 文献 12 提出了液货舱晃荡仿真及结构响应； 文献 13主要提出了船舶板梁组合结构的震动分析：采用 Mindlin板单元和参考轴杆单元，建立了考虑板剪切变形、骨架剪切变形和骨架偏心影响的船舶板梁组合结构振动分析模型，并研究比较了不同船舶板梁组合结构振动分析有限元模型的计算精度。最后通过对某舱室甲板固有频率计算值和实测值的比较，讨论了船舶局部结构振动分析中边界条件处理问题。 文献 14主要讲述可船体平面板架振动近似计算方法： 船舶上常见的四周任意固定包括弹性固定的平面板架振动的近似计算方法 , 它与“ 船舶 设
8、计实用手册” 均中的近似方法同样简便 , 并能计算后一方法不能计算的由端部固定条件不对称梁组成的平面板架。本文还将近似方法与有限元法计算进行了比较。由比较表明 无论对于端部固定条件对称还是非对称的平面板架 ； 4.总结 化学品船舶设计和研究实用于目前国内外的船舶行业， 2010 年 6 月 12 日，“ 系列化学品船优化开发及建造关键技术研究 ” 项目在北京通过有关部门组织的验收。据了解，该项目应用和转化成果显著，相关船企已承接 44 艘化学品船订单，合同金额超过 50 亿元。 系列化学品船研发项目由中船重工船舶设计研究中心牵 头，大连船舶重工集团有限公司、中国长江航运集团青山船厂和川东造船厂
9、共同参与。该项目对原有3500 吨和 1.85 万吨不锈钢舱化学品船进行了优化升级，开发出 3800 吨不锈钢舱和 1.98 万吨双相不锈钢舱化学品船，并研发出 5.3 万吨特涂舱化学品船。据介绍，项目涵盖的多型化学品船全部具有自主知识产权，并满足相关国际新规范和新公约要求，目前都已具备接单能力。 通过对化学品船关键共性技术的研究和 3 型化学品船的优化开发，有关方面掌握了化学品船稳性及分舱布置优化技术、货物装卸系统设计技术、双相不锈钢焊接技术和特涂舱施工工 艺技术等 22 项关键技术，研究成果申报多项专利，其中双相钢与碳钢 T 型接头角焊缝超声波探伤方法和一种化学品船的货物装卸系统已获授权。
10、此外，国内造船企业还实现了采用国产不锈钢进行船舶建造零的突破，首次选用国产 316L 和 SAF2205 不锈钢替代进口不锈钢，这使得不锈钢化学品船建造成本大幅降低，为实现特种船舶建造钢材国产化打下了基础。 在验收会上，专家指出，化学品船是目前国际造船界和航运界公认的高技术、高附加值船型之一。近年来，一些新生效的国际公约和规范从提高化学品船安全性、环保性的角度出发，对化学品运输和化学 品船提出了许多新要求。通过系列化学品船的研发，我国船企掌握了化学品船总体性能，结构设计与分析方法，不锈钢焊接、表面处理以及碳钢特涂等关键工艺技术，优化开发了具有自主知识产权且性能优良的多型化学品船。这将使我国在国
11、际化学品船建造市场上的份额进一步扩大。 参考文献 1 石勇，朱锡整船结构振动分析中的几个问题 J.船海工程 .2002， 150 (6)：12 15 2 汪岸宝，韩继文，杨文华等大型油船模态分析和响应预报 J船舶工程，1998， 6 (2)： 128 156 3 WAN Zheng-quan, XU Bing-han.Stress Concentration Factors of Cutout of LongitudinalJ. Journal of Ship Mechanics, 2002, 6(3): 103 108 4 Ohtomi K. Free Vibration of Rectangular Plates Stiffened With Vis2 coelastic Beams J. Journal of Applied Mechanics J, 1985, 52
