船体结构详细设计的生产工艺性问题探讨石庆桃

船体结构详细设计的生产工艺性问题探讨石庆桃

石庆桃张祖书

武汉船舶设计研究院有限公司湖北省武汉市430064

摘要：在我国经济快速发展的同时，船体建造业也有了很大的提升，不过，依然有一些问题存在与船体结构设计的过程中。现阶段我国有一部分设计院在设计船体结构的时候讲更多的关注点放在了船体结构的强度上，很少会关注和研究结构对施工工艺性设计是否有利，建造成本方面是否会得到切实有效的减少等等问题。所以，在施工的过程中使用这些单位设计出来的图纸会存在着很多的困惑性，在很大的程度上增加了建造船体的成本。只有使这些问题得到合理的解决，才能够促进我国船体建造业得到更进一步的发展。

关键词：船体结构；详细设计；生产工艺；问题

引言

近几年，国内的一些设计院所在设计船体结构时，都仅仅是把船体结构的强度作为设计重点，而对结构是否有利于施工的工艺性设计，是否有利于船厂降低建造成本的设计，在这两方面却极少关注，设计出来的图纸往往使船厂现场建造带来了很大的作业难度和不安全性，造成船厂建造成本的增加。

1.船体结构设计方式分析

1.1船体结构设计条件

在设计船体结构的过程中，应当认真考虑其实用性能，在使船体结构安全性得到保证的前提下使船体外观变得更加美观。在船体的设计理念中，稳定性处于基础地位，船只结构设计应当与相关力学条件符合。运用实际的航海定律，充分考虑水位与天气因素所造成的影响，使船体结构的承重性能得到充分保障，在设计船体外部形态的过程中，应当满足航行动力的相关要求。为了保证设计工作的科学性与合理性，应当做好相关经验的积累与总结工作，运用科学的方式方法进行构思与计算。

关于船体结构稳定性能的要求方面，指的是建造技术水平应当与设计条件相适应，在建造的过程中，应当对设计参考材料的具体功能进行认真考虑。在设计船体时，预估因素与使用因素占据非常重要的位置。从安全性这一角度出发，船体设计的根本要求就是其实用性。从之后所投入使用结算成本的角度出发，作为设计师应当根据实际的预算情况，开展相关使用技术的改进工作，确保实现安全与利益的最优结合，认真贯彻并落实经济设计的原则，最大限度地减少材料浪费状况的发生，在选择所运用的材料时，应当优先考虑并最大程度地运用环保安全科学的材料。

1.2船体结构设计主要内容

（1）前期设计

在前期规划工作开展的过程中，主要根据相关的设计准则与有关设计要求条件制定框架性的设计任务。对基本的图纸预想稿件进行设计，根据有关预计方案与相关设计技术要求，

制定材料与零件规格和用度预算计划，并作出相关的预算总结，深入开展船体尺寸大小与结构方式的设计工作。

（2）详细设计

船体结构设计的初始阶段，就是大致的设想阶段，具有一定的框架性，根据实际的设计要求与规定，根据相关的审批意见与建议，注重开展相关设计的修改工作，对制造建设进程中的详尽细节最大程度地予以考量，对所有构造器件的型号与材料质量，注重开展多次的确定工作，确保与有关设计的要求与规定相符合。关于船体结构设计方案方面，应当注重将设计方案的全面性与整体性予以突出，当绘图工作结束之后，应当与相关设计方案联系起来，并将相关内容向有关审核部门进行

2.分段建造方法对详细设计的重要性

2.1结构的连续与断开对建造方法的影响

图1为机舱内隔离平台与纵壁结构，原来详细设计是平台顶到纵壁，纵壁连续，如果按原来设计，则在建造时，平台与纵壁及纵壁上的加强材有一面需要仰焊，这样对于装配及焊接都带来了困难，因此需要将纵壁的连续修改成平台伸出纵壁，纵壁从连续就变为断开了。这样在建造时，所有焊接就可以变成平焊了。

图1机舱内隔离平台与纵壁结构

2.2结构的加强形式对建造方法的影响

详细设计时，尽量避免在开孔内做T型结构（面板加工）形式，因为面板除了要加工外，现场装配面板时难度大，精度难以控制。因此在详细设计时需要如下把T型结构优化成L3型结构，如图2，便于现场装配及减少加工。

图2开孔内T型结构形式

3.考虑设计细节

我们在详细设计船体结构的过程中，必须要对设计细节问题作出充分考虑，通常时候细节对结果的成败有着决定性作用，在船体结构设计中生产工艺性问题同样不例外，我们一旦将细节问题忽略，很容易出现“牵一发而动全身”现象，使船体的整体结构受到影响，所以，我们在研究的过程中可以从以下两点展开讨论：

3.1减少现场装配时结构的加工的现象。在详细设计船体结构的过程中，通常情况下会需要加工一些结构，不过在进行加工的过程中，给出这些结构的具体数据实为不易，因此，大多数的时候在现场装配时还需要借助其它压制手段或者火工加以校准，船厂在进行建造的过程中，通常会因为这些因素都存在而面对很多困难。再详细说句实话，通常会针对农业方面进行考虑，而使其他方面的要求遭到忽视，例如，在一些详细设计的部分中，只会对面板的强度进行考虑，而忽视了强肋骨面和面板端之间的连接，为现场施工增加了很大的难度，主要是由于在这样的情形下，很难处理好外板线型变化比较大的区域，对此，现场装配时则需要借助火工进行校准。不过，校准的时候使用火工会严重的损害到面板，面板的结构强度会遭到破坏。所以，我们在实际设计的过程中，可以考虑削斜面版，如此一来，可以使施工难度减少，并促进施工效率的提升。

3.2需要考虑理论线的设置。在详细设计船体结构的过程中，需要对结构扶强材的朝向和理论线方向的问题加以考虑，正确的选择理论线方向有助于施工的顺利开展，通常情况下，我们在设计施工的过程中，可以将理论线板厚方向作为依据，对扶墙材的朝向加以确定，大多数的时候，理论线板厚和扶墙材朝向有着相反的方向最为合理，对焊接和装配有着非常有利的帮助。

4.结语

船体结构设计工作量庞大，其中的很多细节工作都需要做好相应的设计和安排，对其整个结构设计过程予以优化。通过船体结构设计方式的多样化转变，促进整个船只生产质量的提升，促进整个船只能够达到更好的应用标准。

参考文献：

[1]管官.林焰.纪卓尚.基于知识的船体结构快速设计及优化［J］．船舶力学，2017，（04）：472-483．

[2]刘建峰．船体结构设计及建造的细节处理［J］．黑龙江科技信息，2017，（08）：49．