海洋渔船船体结构稳定性控制优化设计研究_张国锋.pdf

第 31 卷 第 3 期2023 年 3 月Vol.31 No.3Mar.,2023船 舶 物 资 与 市 场 MARINE EQUIPMENT/MATERIALS&MARKETING0 引言随着我国海洋渔业的稳定发展，渔船船体结构稳定性控制设计及建造细节受到广泛关注。由于细节内容会直接影响最终设计方案的科学性、合理性与便利性，所以在海洋渔船船体结构稳定性设计的环节中，设计人员需要综合考虑相关规范规则、船厂建造能力、渔船实际运用背景等方面的影响因素，重视海洋渔船船体结构的细节设计与处理，以此从整体上提高海洋渔船船体的稳定性能，保证渔船的建造质量。1 海洋渔船船体结构稳定性设计要点海洋渔船船体结构稳定性设计内容涵盖较广，且需考虑多种因素的影响，所以该设计具有一定的复杂性。对此通常先进行分阶段设计，再将各阶段与部件的设计进行组合，进而形成完整的设计方案。当前，我国海洋渔船船体一体化的结构设计较难进行，在设计过程中出现局部设计缺陷的可能性较大。分阶段设计虽然需要考虑方案整合的问题，但是有利于保证整体设计方案的合理性，同时也能为分阶段的建造工作提供支持。船体分段设计是将结构分解为可以有机结合的部分，再根据实际的首、尾或者上、下结构进行拆分，在考虑组合后一体性的基础上，进行分组设计建构，且在设计分组拆分时要做好统筹工作，保障后期组装工作的各个细节更具合理性。海洋渔船船体结构稳定性控制优化设计研究张国锋（广西壮族自治区北海船舶检验中心，广西 北海 536000）摘 要：海洋渔船船体结构设计涉及到方方面面，其影响因素有很多，不同因素之间难免会出现各种矛盾。如何处理好这些矛盾，使设计出来的船体具有适当的强度和良好的性能是设计者必须考虑的问题，这同时也对结构设计者提出了更高的要求。为了使我国渔船行业持续、稳定地发展，必须要重视渔船船体结构稳定性问题，促进我国渔船制造技术水平的提升。面对规模巨大的捕鱼业，实现渔船船体结构稳定性控制成为我国当前渔船研究的主要方向，为保障我国渔业持续稳定发展，需要做好渔船船体结构稳定性控制优化设计工作。关键词：海洋渔船；船体结构；稳定性控制中图分类号：U661.7 文献标识码：A DOI:10.19727/ki.cbwzysc.2023.03.009引用格式 张国锋.海洋渔船船体结构稳定性控制优化设计研究 J.船舶物资与市场,2023,31(3):25-27.海洋渔船船体稳定性与船体载重性能、力学结构、材料及自身重量存在直接联系，同时在实际航行中会受到气候水文条件的影响。由于船体自身的稳定性是渔船结构设计的关键影响因素，因此在进行海洋渔船船体结构稳定性设计的过程中，需要完善衔接、加工等环节的设计流程。在设计过程中还需要充分考虑到渔船航行过程中的动态变化，对其结构进行优化，并对渔船进行载荷能力的测试，根据测试结果对渔船进行系统性的分析，最终完成准确的载重设计，保证所设计的船体结构能够满足复杂条件下的载重需求以及安全性需求。另外,在设计材料的选择上，一般采用稳定性较好的钢材料，同时为了降低渔船的重量还可以与铝材料或者其他合金配合使用，在此过程中还需要考虑到材料成本的问题，防止成本超出预算1。2 海洋渔船船体结构稳定性设计分析2.1 船体的图纸设计在进行海洋渔船船体结构稳定性设计时，首先需要进行图纸设计构思，图纸设计包括总布置图、结构剖视图、结构施工图以及工艺展示图四部分。船体在设计构思中，要根据不同船检机构的建造规范和行业标准来开展后续工作，且在规范标准内，根据不同的应用场景进行个性化需求设计。在整个船体图纸设计环节中，总布置图和装配图纸是后续设计环节开展的基础，也对船体实际建收稿日期：2022-12-22作者简介：张国锋（1987-），男，本科，A 级注册验船师，研究方向为船体结构。船舶物资与市场第 31 卷 第 3 期 26 造起着重要的作用。在具体的船体图纸设计中，要详细列明船体各部分的规格参数、零部件尺寸和编码及各个部位焊接的方式，通过详细的图纸设计，推动后续建造的有效开展。2.2 船体结构的辅助设计船体在结构稳定性设计中配以相应的辅助设计，可以为之后的建造有效节省时间成本，降低整个船体建造的费用成本。在船体建造环节中，需要严谨地把控好细节，辅助设计会涉及许多层面的细节内容，比如船体永久环的装配、船体建造中脚手架的安装方式和位置等。在上述环节中做好细节把控，明确好每个部件具体的组装位置以及选择最优的组装方式。只有做好辅助设计，明确细节并优化好，才能为后期的建造节省时间并提升质量2。2.3 建造前的准备工作在准备工作中，没有复杂的硬性规定，主要是为船体开工建造做好准备。在这个过程中，需要明确不同的渔船船体结构，其对应的设计方案是否科学合理，通过检查，为建造工作顺利开展做好铺垫。对于相对较为复杂的船体建造，可以在建造筹备阶段做好相应的工作层级划分，比如对船体的整体安装顺序进行阶段性划分、施工的流程进行阶段性划分等。2.4 船体结构稳定性设计的条件在进行船体结构稳定性设计构思时，要综合考虑船体建造时的安全性以及船体的实用性，在安全性符合要求之后，进一步完善安全系数。船体结构稳定性设计需要符合相应的艺术美学和结构力学，通过融合两者的关键点，来保证船体的设计结果既有美感，又符合结构力学要求，使船体的安全性和美观性得到保障，并且根据船体使用的环境不同，要做好相应的结构设计。如果船舶运行海域多风暴，对船体造成威胁时，需要在设计的过程中不断提升船体的抗风能力和相应的载重能力，并根据实际情况与船体设计相结合，从而使整个船体设计和建造更加规范、合理、安全3。3 海洋渔船船体结构稳定性控制的细节处理3.1 提供分段辅助支撑在海洋渔船船体结构稳定性设计时，需要充分考虑后期造船时需要的辅助支撑，这项工作具有很强的综合性，需要多方配合，且每一个工作环节都需要进行合理安排。设计人员在设计分段辅助支撑时，需要到施工现场调研，与验船师、工作人员进行交流，听取多方建议，同时必须高度重视渔船质量。以提升建造质量为基础，提高分段建造的效率，进而提高制作出口船的工作效率和质量。工作人员作为开展建造工作的重要部分，需要了解辅助支撑的重要性，确保分段安全，保障施工质量。3.2 辅助设计阶段海洋渔船船体结构稳定性设计的优化过程，需要完成标准化、精细化的整体操作，且对零件的检验更加严格。辅助设计包括加固阶段、永久环整体安装、脚手架安装及布置等多处细节。在进行辅助设计的过程中，需侧重细节的考量，且脚手架的安装具有一定技术要求，整个安装过程更加复杂。因此在实际安装过程中，关键是如何确定具体的安装位置，并选择最佳的安装方法。3.3 合理改进分段接口合理改进分段接口是船体构造设计的重要工作环节，设计人员在改造分段结构时，需要先充分了解船舱框架构造，在分段合拢阶段进行船体建造时，运用专业技术来焊接船体，提升分段焊接船体的速度，在保障高效率的前提下，还能够节约辅助建造材料，同时合理的建造装备也能够保障船体的稳定性。3.4 机舱双底分段机舱双底分段是船体结构的重要设计部分，船舱分段工作是将多个任务进行组合。当各项任务都顺利完成，才能够进行最后整合，合理完成各平台分段任务。为建造高满意度的船体，要在提高建造施工效率的同时保障建造质量，在此基础上控制施工成本。工作人员在开展装件工作环节时，为便于工作，需要提前在机舱前端壁接口上连接一个板列，使板列比底部高 1000 mm。船体建造技术水平逐渐得到提升，各项设计、建造数据都得到精准计算，根据具体问题采用适当的使用方法，可以大幅度提升工作效率，这种设计方法不但具有较强实用性，还具有科学合理性4。3.5 适当加设通焊孔在海洋渔船船体结构稳定性设计阶段，工作人员必须按照设计人员要求，根据渔船的建造标准，添加适量通焊孔。在渔船设计的初级阶段，工作人员需要在肋板上制作对应通焊孔，但是在实际施工时需要注意，并非有肋板就会有肘板，船舱内部划定货舱位置每个助位都需要增加肘板，但是肘板的数量需控制在合理范围内，超量会增加工作量，提高工作难度。设计人员根据设计要求增加适量的通焊孔，就能够减少肘板，这样在保证船体质量的同时也提升了工作效率，节约了投资成本。4 海洋渔船船体结构稳定性控制策略4.1 依照规范要求设计构件尺寸在设计渔船结构尺寸时，应该参照渔船规范进行设第 3 期 27 计。可以使用数据运算的方式设计构件，但在操作过程中数据尺寸会存在误差，对此应该尽量提升材料尺寸的规范性。在充分了解船体用途、分类方式后，设计出符合质量标准的构件规格。在设计船体外板的厚度以及上层建筑物尺寸时，应该结合各个区域的要求开展计算，可以依照施工步骤展开分布计算。由于不同位置的材料尺寸存在差异，设计人员不可以盲目使用大规格构件，应该结合实际情况选择比较合适的构件。4.2 选择合适的船体结构材料在建造渔船的过程中一般会将钢材作为主要原材料，针对存在特殊需求的渔船，需要使用一些特殊材料进行建造。特殊材料既应该切实满足渔船强度要求、刚度要求，还应该尽量降低船体重量，对此设计人员应该提前预留出充足的存储空间。高速渔船对于航行速度要求比较高，因此在建设船体时一般会使用大量铝合金材料，在降低船体总重量的基础上提升航行速度，从而满足高速渔船运行要求5。4.3 船体构件的布置方式和连接方式1）主要构件的布置方式在渔船船体的设计过程中，使用的主要构件数量比较多，则应注重提升构件布置方式的合理性。可以依照规范设计标准布置构件，保证主要构件均处于同一个平面位置上，从而形成高强度的框架结构。2）主要构件的连接方式若主要构件的连接方式存在差异，应尽量提升全船结构的强度值，保证构件能够为船体提供支撑力。设计人员可以通过放大端部方式、腹板倒圆方式连接构件，能够借助数据计算并研究腹板倒圆构件连接位置的受力状况，在得出分析数据后，从中选择合理性最高的构件连接方式。4.4 强化船体结构细节设计的方式1）优化处理分段接口在设计船体结构时，涉及很多接口焊接位置，工作人员在渔船舱底进行分段拼接处理时一般会使用角焊，不但能够有效提升焊接速度，而且可以提升船体分段拼接位置的安全稳定性，进而提升船舱的整体安全性。设计人员在优化处理分段接口位置时，可以运用一些辅助支撑材料，尽可能降低在焊接处理工作中的时间成本。2）优化处理通焊孔渔船的规模不同，需要使用的通焊孔尺寸也存在差异，设计人员应该结合渔船具体设计情况，根据建造规范和行业标准确定通焊孔尺寸。设计人员需要控制好通焊孔的尺寸，保证尺寸设计符合实际需要，尽量避免通焊孔尺寸设计出现误差，避免造成资源浪费。在建造渔船时，设计人员既需要考虑渔船的运行安全，也需要保证整个建造流程符合节能要求，因此在优化处理通焊孔尺寸时，应该尽量降低出现返修问题的可能性，造成不必要的原材料、人力、资金浪费。4.5 加强堆积板的细节处理在渔船船体建造过程中需要使用很多材料以及元件，使建造现场出现大量散货堆积现象，若处理不及时甚至会影响船体建造速度。因此设计人员应该提前准备好堆积架，保证船舶建造原材料处于有序摆放的状态。基于此，在建造现场不同位置还应设计一些符合质量要求的材料堆积架，在危险系数相对比较高的位置，设计人员应该加强堆积架维护工作，及时清理堆积架，保证堆积材料处于比较整齐的状态。与此同时，堆积架上的堆积板在长期使用的情况下，容易因受潮出现发霉现象，使船体建造材料受到安全威胁。因此设计人员在处理堆积板的过程中，应该在堆积板表面铺上一层防潮布，将船体建造材料整洁地摆放在防潮布上6。5 结语海洋渔船船体结构稳定性设计效果和船体运行安全具有直接联系，若船体在航行中出现安全问题，将会威胁到渔民的生命安全以及财产安全。因此设计人员应该注重提升船体结构稳定性设计的合理性，在建造过程中加强细节处理，不断优化处理通焊孔、分段接口，选择合适的船体建造材料，从而全面提升渔船船体结构稳定性设计水平，保障海洋渔船运行安全。参考文献：1 吴英照.论海洋渔船船体结构稳定性控制优化设计 J.珠江水运,2021(1):86-87.2王建阳，林治乐.海洋渔船船体结构稳定性控制优化设计J.科技风,2021(24