基于共同结构规范的苏伊士型油船设计与研究

论文摘要

苏伊士型油船(Suezmax Crude Oil Tanker,以下简称Suezmax)是世界油运市场上的五大主力船型之一,由于该型船是满载可通过苏伊士运河的载重量最大的油船,基于苏伊士运河的特殊地理位置,在未来较长的时间内,尤其是欧洲市场需求量相当大且会有一定的增长。2006年4月1日正式生效并实施的油船结构共同规范(Common Structural Rules for Double Hull Oil Tankers)(以下简称CSR),是IACS有史以来第一次在全球范围内统一油船建造标准,对油船的结构设计影响是全面和系统的。本文以目标船型15.9万吨SUEZMAX作为研究平台,以满足总纵强度、局部强度和屈曲强度要求为前提,对船体结构形式优化设计,同时对船体关键节点形式及其疲劳强度进行分析研究,主要包括结构形状和结构尺寸的优化,对SUEZMAX的合理分舱、骨材间距的优化、纵骨类型(包括组合型材)的选取及高强度钢的使用研究,并对船体关键节点形式及其疲劳强度进行分析。依据CSR规范对装载工况、规范设计、总纵强度、极限强度、有限元计算等关键技术问题的影响进行了分析。并在此基础上按CSR规范要求重新进行全船结构设计,通过与原设计的分析比较,全面正确掌握CSR规范的运用和要求。以提供实际SUEZMAX的设计作为参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题的来源、研究背景及意义
• 2 原有船型的结构强度计算与分析
• 2.1 主尺度
• 2.2 总纵强度
• 2.3 按照 IACS CSR 对原有船型的结构强度进行校核
• 3 开发船型的结构强度计算与分析
• 3.1 主尺度
• 3.2 总纵强度
• 3.2.1 装载工况的研究
• 3.2.2 弯矩设计值的确定
• 3.2.3 船体梁弯曲强度
• 3.2.4 船体梁剪切强度
• 3.2.5 船体梁屈曲强度
• 3.2.6 船体梁疲劳强度
• 3.3 中剖面的研究
• 3.3.1 货舱区的载荷计算
• 3.3.2 不同位置的横剖面设计
• 3.3.3 构件的强度校核
• 3.3.4 最小厚度
• 3.3.5 局部强度
• 3.3.6 屈曲强度
• 3.3.7 疲劳强度
• 3.3.8 极限强度
• 3.3.9 船体主要横向支撑构件的规范计算研究
• 3.4 有限元分析
• 3.4.1 概述
• 3.4.2 舱段粗网格分析
• 3.4.3 局部细化网格分析
• 3.4.4 用于疲劳评估的精细网格分析
• 3.5 15.9 万吨SUEZMAX 满足CSR 要求的计算结果汇总
• 3.5.1 货油舱区域纵向构件
• 3.5.2 货油舱区强框构件
• 3.5.3 货油舱区横舱壁构件
• 3.5.4 尺寸增减分析
• 4 结构钢料分析
• 4.1 货油舱结构重量统计
• 4.2 全船结构重量统计
• 4.3 全船结构重量分析
• 4.4 高强度钢（HTS）的使用比例及原因
• 5 精设计技术的分析
• 5.1 骨架形式
• 5.2 节点设计
• 5.3 纵横舱壁
• 6 评价与结论
• 6.1 设计船满足 CSR 所克服的主要困难
• 6.2 钢料增加对船型优化工作带来的影响
• 6.3 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文目录