浅谈船体结构生产设计理念延伸的相关设计理念

浅谈船体结构生产设计理念延伸的相关设计理念

韩选

湖北海洋工程装备研究院有限公司

摘要：造船过程中船体结构设计和生产都是其重要的组成部分，其设计的科学性和生产的规范性对船体结构性能的发挥和造船行业的稳定发展有着直接的影响。本文就船体结构的设计理念、对生产设计的主要要求、基本内容和实施过程进程详细的阐述，并重点对船体的结构生产设计所延伸的相关设计进行相应的分析，希望所阐述的内容能够为船体的结构设计和生产提供参考。

关键词：船体结构；生产设计；理念

引言

船体结构的设计包括船体的初步设计、详细设计以及生产设计三个部分，而且三个环节之间的联系十分密切，其中的任何一个环节出现差错都会对最终船体的生产质量及生产进度有着较大的影响。由于船体生产设计本身具有复杂程度高、工艺性强、步骤繁琐、出图量大等特点，因此为了保证船体结构生产设计的高质量及快速性，在整个生产设计的前期准备到后期出图过程当中都应严格按照生产设计的要求严苛的把控每一环节的细节，在充分考虑现场施工工艺的前提下保证出图质量及节点要求。根据这个要求，本文就船体结构生产设计理念的相关内容进行相应的探讨和分析。

1. 船体结构的生产设计理念

1. 图纸设计

船体生产设计是在详细设计图纸的基本上结合相关规范要求及施工单位各种硬件的配置进行的图纸的细化工作，图纸质量的高低直接影响到施工的质量及进度，如何将高空作业低空化，立体作业平面化将是生产设计中必须面对并处理的问题。在生产设计前期，应结合分段建造流程对详细设计进行优化，详细设计图纸一个局部的修改，往往对后期生产过程带来可观的经济效益。船体结构生产设计图纸当中所需要设计的板块有：1.结构图。结构图中包括装配流程图、平面图、各种剖面图和局部的节点详图，从装配流程图能清晰的看出分段的建造流程，各组立之间的装配顺序及建造基面。在各剖面图纸中，应充分考虑舱室划分，狭窄区域的焊接及密闭空间的通风问题，针对船体结构当中的透气孔、各切角、通焊孔也要加强重视。另外，出图要考虑施工单位的场地配置，做到图纸与现场工位相匹配。在结构图中，涉及到的焊接方法、厚度、坡口、施工工位及流转信息等方面的内容都需要对其进行详细的标注或用代码表示。2.套料图。套料图需要和结构图的相关信息进行逐一对应，从而保证可以科学的指导船体结构施工，套料图中的零件大小即切割后的零件大小，在套料图中哪怕只有一个坡口代码错误，都会对生产产生较大的影响，所以，对套料图的检查也非常重要。3.加工图，对于船体的设计加工图主要包括板材和型材两方面，也需要在正式的开展工作之前明确生产制造过程中所需的板材类型，避免错误使用事情的发生。4.各种配套表格。

（二）辅助设计

由于造船工艺十分的复杂，为了保证这项工作的顺利、高效和高质量的开展，需要辅助设计发挥它的功能优势。主要包括的内容有：1.安装脚手架。船体结构的建造需要用到脚手架的位置时纷纷的多，但是安装脚手架的流程又十分的复杂，这就要求在生产设计环节、根据船体的具体情况和特点，保证它安装在船体结构的最佳位置。2.永久性吊环，永久性吊环适用于狭窄的地方，比如在船体甲板的下表面和双层底当中设置吊环，并把它安装在不起眼的地方，从而提升美观性和实用性，另外要考虑吊环的安装会不会对其他的系统产生不利影响，在实际的设计过程中也要采取分段处理的办法，不但可以避免进行二次作业，还方面在施工完成之后进行拆除。这些辅助设计可以在与结构设计同时考虑并出在结构图纸中。

（三）准备工作

在进行准备工作阶段，需要将船体的结构划分为不同的环节进行准备，并对各环节的具体准备情况进行相应的管理。比如：从工厂出发就包括起重能力、运输条件、预装要求等各个阶段，在做好相应的准备工作的同时，对吊环进行优化设计，一个吊环尽量在一个分段或总段中多次使用。在分段制造环节中需要明确各项工作的要点内容，尤其是在进行船台的制造时，要确定各自的吊装程序，保证船体能够进行较好的衔接，尽量做到工序前提。做到各工序有序、合理。

二、船体结构生产设计延伸的相关设计内容

（一）船体前期设计主要要求

开展船体前期设计工作最主要的目的就是为了确保船体的使用性能可以得到充分地发挥，所以在对船体结构进行设计时，首先要保证船体自身具有较强的安全性能，并在这个基础上不断地对船体的外形进行优化，保证船体结构的稳固性；在进行设计建造时要保证船体结构的各个方面都能达到力学的基本要求，并根据实际情况进行考虑，避免航海条件和自然气候等因素对船体的稳固性产生不良影响。

（二）详细设计要求

在设计的前期阶段，主要是对船体的结构设计框架进行预设，并对需要注意的细节问题进行规划设计，保证其符合制定标准，所设计的方案更加的符合实际要求，操作也更加高效。在这个阶段，可适当考虑生产工艺信息，与生产设计单位充分沟通，尽量将生产设计所考虑的内容消化在详细设计阶段。

（三）船体结构设计的具体实施过程

一般情况下，船体结构在设计初期就进行分体、分段从而进行细致的构建，其中还包括一部分是多重部件之间的组合。所以，在进行船体结构的设计时，当前的设计水平很难达到一体化的目标，并且在实现一体化的过程当中局部还会出现各种问题，因此需要对船体的结构进行分段处理。在进行分段的过程当中，需要充分的考虑每个要素组合之间的连接和流向问题，这在船体的生产过程当中是非常容易实现的。而对于船体结合当中的分段设计来讲，在船体的收尾、上下结构方面进行有效的拆分和组件，与此同时还需要进一步的优化一体性的技术，从而实现船体总体结构的统筹兼顾。另外要充分考虑船体当中关于负荷性能和船体之间的构造问题、重量以及材料内部之间的关联，在结构方面需要考虑出航条件，放置在海上发生负面影响，其中船体自身的质量是一个十分重要的关键性因素，所以在对船体结构进行设计和规划时，要进一步对船体结构加强衔接和加工，使得船体的质量和结构也保持一个动态性的变化过程，从而有利于船体结构对载荷能力的推算，同时还充分考虑到了航的限制性条件。

（四）对船体结构的分析

船体结构的分析主要是针对其中的板和型材一起组合的分析，因此又被称作板架结构。根据船体结构的位置和作用，可以将其人工的分为不同的板架。比如船底的板架、甲板的板架以及舷侧的板架。通过分析船体梁可以得出这样的结论，加班和船底板架之间就类似于船体梁中的上下翼板，其中的舷侧板架梁就相当于船体梁当中的腹板，他们的作用不同，在骨架排列顺序上也是不同的。一般来说，可以将其分为两大部分，一部分时纵骨架式，另一部分为横骨架结构。在大型的船舶设计当中，需要根据实际的船体结构当中所需要承重的要求对相关的船体的架构进行调整。在甲板和底部设计当中，主要采用的时纵向架式，它可以更好的承重骨架，其所具备的支撑力也可以更好地增加船体当中的安全性能，板材的要求也符合船体的基本受力标准。与此同时，遭遇极端情况时，需要进一步的考虑其中的承重最大量是多少以及船舷的问题。因此要根据实际的设计进行横向结构的采用，从而保证其均匀的受力以及载重性。

结束语

总而言之，船体结构的生产设计过程需要紧紧地围绕科学合理的设计概念。本文中所论述的具体情况，需要坚持做大根据船体设计、管理以及工艺的现场进行开展，从而可以良好的指导船体设计，确保船体的设计质量以及管理工作的有机结合，为船体结构在建造过程中降低生产成本，提高效率和质量。

参考文献：

[1]王成伟.船体结构生产设计理念相关分析[J].科技创新与应用,2020(18):99-100.

[2]杨丽荣,顾庆,王莹.试论船体结构生产设计理念形成[J].山东工业技术,2018(17):244.