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船体结构设计中生产工艺性问题及应对措施

发表时间：2020/12/23 来源：《基层建设》2020年第24期作者：卞宏建

[导读] 摘要：在对船体结构进行设计的过程中，一定要注重细节方面的问题，因为任何一个细小的内容都会影响最终方案设计的科学合理性，因此设计人员一定要充分考虑各方面的影响因素，尽可能地避免外在因素对于整个方案设计的影响，从而不断提高船体结构设计的科学合理性。

        启东中远海运海洋工程有限公司江苏南通 226259
        摘要：在对船体结构进行设计的过程中，一定要注重细节方面的问题，因为任何一个细小的内容都会影响最终方案设计的科学合理性，因此设计人员一定要充分考虑各方面的影响因素，尽可能地避免外在因素对于整个方案设计的影响，从而不断提高船体结构设计的科学合理性。由于船舶的体积较大，在进行建造前一定要设计出科学合理的建造方案，在保证建造质量的基础上，不断满足客户的实际需求。
        关键词：船体；结构设计；生产工艺性
        1船体设计结构的相关要求
        在对船体结构进行设计的过程中，要遵循相应的设计原则，既要保证设计的科学合理性，同时还要将预算控制在合理的范围内，设计人员在设计时要将以人为本的设计理念充分融入在内，不断提高设计方案的实用性，这样才能保证船舶在投入使用以后具有较高的性能。设计人员在对船体结构进行设计时，首先要考虑的问题是要保证整个结构设计的安全性，如果安全性都无法得到有效保证，那么后续一系列的设计工作都显得毫无意义。在设计时要保证承重能力以及动力都满足相关设计要求，除此之外，还要对相关数值进行精密计算，这样才能保证船舶后期的建造质量，为了提高整个船舶结构的稳定性，在对材料进行选择的过程中要选择质量较好的施工材料，在满足船舶建造要求的基础上对于预算进行科学合理的控制，这样既能建造出质量上乘的船舶，同时也能有效避免资金的浪费。
        2船舶结构设计
        2.1进行辅助支撑
        在进行船体结构设计的过程中，细节处理非常重要，如果不注重细节设计很容易导致后期的船舶质量出现问题。首先设计人员应该做好辅助设计。为了能够保证船体的稳定性，在进行分段设计的过程中需要根据实际情况采取相应的辅助支撑。设计人员应该对建造现场进行细致考察，全面听取技术人员和管理人员的意见，从而对辅助设计方案进行优化，通过这样的方式能够有效保证施工的质量，船体结构的稳定性以及性能都能得到有效保证。
        2.2做好分段接口
        设计人员在进行船体结构设计的过程中，要有大局观念，做到统筹全局才能保证方案设计的科学合理性。想要保证船舶最终的建设质量，首先要有分段辅助支持，在进行分段设计时，要秉承以人为本的原则，保证所设计的方案能够满足用户的个性化需求。船舶运行的安全性会受到船体装配细节的影响，想要保证整体运行的安全性则需要做好装配细节的设计工作。在传统的设计过程中，设计人员都是设计P型的分段接口，但是由于P型接口本身存在不稳定性的问题，因此需要采取一些辅助手段来保证船体的稳定性。在未来的发展过程中，设计人员应该对P型分段接口的设计模式进行转变，积极采用R型，从根本上避免船体出现重心不稳的情况。虽然这样的设计方式并没有在原有的设计上做出多大的改变，但是最终取得的稳定效果却非常好。R型的设计具有很多优势，不仅能够简化后期的施工步骤，操作起来也更加便利。在对船体舾装细节进行处理时，首先需要明确各个不同的工艺，例如分段式舾装、船台的舾装等，只有将各个工艺都明确以后，才能进一步进行细节处理。除此之外，还要注重分段舾装结构，根据实际情况进行分段处理，在处理完成以后外板以及前端臂的高度会高于双层底，此时就会对设备产生不同程度的影响，整个舾装的质量都会大大降低。为了避免这种问题的出现，则需要对高度问题进行精细化的处理，可以临时安装一些木板，然后在后期的时候再将木板去除，通过这样的方式能够有效实现细节的优化。
        2.3做好通焊孔的设计工作
        在进行通焊孔设计的过程中应该考虑两方面的问题，分别是船体的安装以及应用，结合这两方面进行设计才能保证通焊孔设计的合理性。设计时，设计人员应该将重点放在通焊孔的切角以及半径上。不同的船舶有不同的应用需求，在设计时要充分考虑船舶的具体用处。例如，在对散货船进行设计的过程中要注意底边舱斜坡板与双层底板之间的连接处为高应力区域，通焊孔设计要求较高，需要适当的增加垫板才能保证散货船的运行要求。
        2.4过梁孔补板
        在对过梁孔补板进行设计的过程中要将重点放在机舱区，并且要具备创新理念，保证整个方案设计的合理性，严格按照相关设计要求来进行设计[3]。船体结构的设计之所以具有一定的难度是因为有很多的细节需要设计，机舱区的管线较为集中，为了避免管线与船体结构发生冲突，应该提前做好打孔处理，对于一些关键点的位置要加强管线的布置力度，通过这样的方式能够有效提高空间的利用率，避免堆积大量没有用的孔。
        2.5临时通道口的设计
        想要提高船舶的安全性则需要进行临时通道口的设计，目前国际上的一些大型船舶都会设计临时通道，这样才能保证船舶的安全性能。

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设计人员在对临时通道进行设计的过程中，可以增设一些临时通道孔，临时通道孔的设计既能提高船舶的安全性，同时还能在一定程度上改善施工人员的居住卫生条件。
        3船体结构设计中生产工艺问题及应对策略
        3.1采用先进设计工艺，对船体结构进行分层优化
        船体结构设计时设计人员需要根据实际需求进行调试，在调试过程中控制好甲板厚度，根据船只应用情况控制好防水能力，并且对船只的整体前进动力进行调试，在船体结构设计过程中必须保证各部位材料性能符合要求，检查过程中要注意细节，详细排查之后才能使得设计施工完成的船只能够安全使用。同时，船体结构设计人员在实际设计工作中根据船舶结构控制设计顺序，在实际设计阶段立足实际情况进行方案调整，保证处于最优状态。船体结构设计中需要特别关注负载部分的设计，在此方面结构设计时需要考虑到受力因素，找准受力的关键部位，此时设计人员根据实际设计情况分段设计，保证每一个结构设计环节都能够符合要求顺利完成。船体结构设计过程中有些需要双层结构，此时设计人员必须保证设计成果稳定性足够，而且在双层的船体结构中需要的存储空间要尽可能的大，这些因素都会对船舶运行中的动力和航行产生重要影响。船舶结构设计环节利用先进工艺进行分层，在实际建设过程中整体船舶骨架制作是利用高性能低碳钢架，此时在整个船只上承负荷载的主要是纵向骨架结构。所以在船舶结构设计过程中为了实现优化要充分利用力学原理，保证各种科学原理的有效运用，减少钢架承受的力以及整个船只底部的负载，避免船舶结构中钢架受力出现问题，通过这些有效措施的实施保证船舶航行的速度能够极大地提高。在进行船体结构横向架构设计时，为了增加对折角的保护，需要增添相应装置避免在使用过程中受到反作用力，此时可以增加船只自身的内部受力，通过相互抵消减少外力作用，让船只在运行过程中受较小的外部压力。
        3.2船体结构的安全性与合理性
        船舶行业发展中进行船体结构设计需要考虑到安全性和合理性，在实际设计过程中必须考虑到各种因素，船只运行过程中为了发挥整体功能各方应该有机组合和有效连接，在考虑此方面问题时需要从船体结构生产设计的规模方向涉入，船体结构设计生产过程中尽可能地保证各种工作的效率，此时可以把船体结构进行细分，在实际工作过程中各部分紧密联系，相关工作人员在有效交流之后开展实际工作，增加了船体结构设计、检验以及后续生产各环节的便利性。船体结构生产设计过程中考虑到实际生产的速度，在进行各部分工作拆分时可以按照不同的标准，立足船体结构设计生产的实际情况进行拆分，在拆分过程中可以根据整体结构进行上下拆分，实际设计环节把任务分配到各组，各部分操作中应该有效组合，但是在管理上进行统筹，在船体结构设计过程中避免细节方面出现问题，实际设计生产过程中各项操作严格按照标准落实。船体结构的构造和生产过程中所用的材料都会影响到组合后的整体性能，通常船舶作业中海上环境比较复杂，经常会在环境比较恶劣的条件下使用，所以船体结构设计过程中工艺选择必须以安全性为基础，此时重点关注质量问题，在船体结构精细加工过程中强化管理，并且保证各连接环节工作到位。同时，船体结构设计和后续生产过程中，每个环节都应该实时动态把控，根据实际质量要求科学调整实现动态化管理，具体工作必须结合现有的各种新技术，比如利用现代化的手段来进行船体结构计算，科学地预算出船体结构负载能力，为了满足实际需求利用现代化信息软件进行信息整合，在实际的船体结构负载承受计算过程中保证实际与预算相符。
        3.3在生产活动中使用高等级钢完成剖面设计，确保船体结构的稳定
        船体结构设计生产过程，为了保证稳定性需要选用合适的船舶用钢材料，比如船体的尾夹板和艏楼甲板就必须使用高等级钢，区域在连接过程中必须使用高强度螺栓进行连接，实际连接过程中必须保证负荷作用达到最佳，此时需要考虑到螺栓的轴向力和扭矩。相关材料选择时需要考虑到高钢强度钢的选用标准，尽可能地以现有的标准数值相互适应，在材料消耗过程中必须把重要指标控制在合理数值之间，比如碳和硅以及锰。船体结构设计时需要考虑到轮毂和船尾的距离，根据实际距离选择合适比例的设计方式，在整个设计过程中需要在端部进行加固处理，在整体上保证船体受损伤的抗受能力。
        4结语
        社会不断进步，对各方面的要求逐渐提高，船体结构设计为了满足实际需求要在实践中不断创新，在现有的船体结构设计理念基础上实现转变，为实际设计工作指明方向，船体结构设计中工作人员通过实践探索对设计方案进行优化调整，面对过去船体结构设计中的问题，采取有效措施解决，加强设计环节的检验工作，实现多元化优化发展，根据现有的方案进行详细分析，在实际设计环节根据具体要求可以分段设计，整体上保证质量。
        参考文献：
        [1]高望曦，张伟勇.试论船体结构设计中生产工艺性问题及应对研究[J].商品与质量，2018，（45）：107.
        [2]吴猛.浅谈船体结构设计的细节要点[J].船舶物资与市场，2019，（04）：29-30.
        [3]黄甜.船体结构详细设计的生产工艺性问题探究[J].工程技术（全文版），2017，（3）：312.