一種貨艙甲板裝載優(yōu)化方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及船舶裝載領域，特別是一種貨艙甲板裝載優(yōu)化方法。
【背景技術】
[0002]隨著航運成本的日益增加，船東希望每次航運時船舶可以裝載更多貨物。如何提高現(xiàn)有營運船舶的載貨量成為新的研宄方向。目前營運的散貨船，在設計時多數(shù)未考慮甲板裝載。因此，貨艙甲板裝載的研發(fā)，將有效提高船舶載貨量。貨艙甲板裝載的研發(fā)目的是提高現(xiàn)有營運船舶的載貨量，降低船舶營運成本，增加船舶航運經濟效益。貨艙甲板裝載研發(fā)的目標是在不改變現(xiàn)有船體結構設計的基礎上，提高船舶的載貨量。此方案研宄成功，將使目前營運散貨船受益。船東可以采用此方案，有效提高船舶運營的經濟效益。上海船舶研宄設計院的羅偉等人研宄了 46000DWT內貿散貨船艙段結構強度的有限元計算，貨艙段有限元模型包括船中第四貨艙區(qū)的1/2個貨艙+第三貨艙區(qū)的整個貨艙+第二貨艙區(qū)的1/2個貨艙。該船計算中不能滿足屈服要求的實肋板，采用提高鋼級和部分加厚的方法予以加強。對于不滿足屈服強度要求的艙口間甲板、橫橫艙壁附近的頂邊艙斜板和頂邊艙強框架采取加筋的方式來提高板格的穩(wěn)定性。在不影響船舶其他性能的情況下，46000DWT散貨船比母型船增加了裝載量1000t。詹明珠等人研宄了 30000 DWT散貨船貨艙段結構強度有限元計算，采用MSC Patran建模、LR的ShipRight SDA加載及后處理、MSCNastran計算的流程，分別對第3貨艙(重貨艙兼重壓載艙)和第4貨艙輕貨自由進行了屈服、屈曲和疲勞強度分析評估。廣船國際技術中心的謝東維等人研宄了 82000DWT散貨船貨艙區(qū)結構有限元分析，根據CSR對有限元分析各步驟的具體要求，采用DNV船級社的有限元分析軟件，對82000 DWT巴拿馬型散貨船貨艙區(qū)典型艙室的結構進行了有限元計算，并以此為基礎對結構的屈服、屈曲以及疲勞強度進行了評估。
【發(fā)明內容】
[0003]發(fā)明目的:針對上述缺陷，本發(fā)明所要解決的第一個技術問題是提供了一種貨艙甲板裝載優(yōu)化方法，通過有限元計算和船舶穩(wěn)性計算，最大限度增加甲板載貨，使營運船舶載貨量增加約11000噸。
[0004]技術方案:為了解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案為:本發(fā)明提供了一種貨艙甲板裝載優(yōu)化方法，通過對46000DWT散貨船艙進行有限元分析和船舶穩(wěn)性計算得出，通過在原有的基礎上改變舷側甲板平均板厚度，中間甲板平均板厚度、第一、第二和第五貨艙艙蓋面積大小從而對貨艙甲板裝載量進行優(yōu)化。
[0005]進一步地，將舷側甲板平均板厚度設計22_，中間甲板平均板厚設計為16_，第一貨艙艙蓋面積設計為20.26 *17.33m2，第二和第五貨艙艙蓋面積設計為21.52*19.12 m2。
[0006]進一步地，通過有限元分析，得出有限元模型縱向范圍覆蓋5個貨艙和7個橫艙壁。
[0007]進一步地，通過對46000DWT散貨船艙段的強力甲板進行靈敏度分析，選取適合的厚度參數(shù)作為響應面函數(shù)的自變量，然后根據有限元軟件計算得出最大相當應力后，應用響應面法的均勻設計試驗方法得出該艙段強力甲板最大應力與結構厚度的響應面函數(shù)，從而對甲板厚度進行優(yōu)化。
[0008]進一步地，所述優(yōu)化后的甲板厚度為15mm、17mm、19mm。
[0009]進一步地，所述貨艙甲板裝載量通過實測六面吃水計算船舶實際排水量及裝貨量有益效果:與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下的特色及優(yōu)點:本發(fā)明在保證現(xiàn)有船體結構設計的基礎上，確認船舶甲板裝貨重量；保證船舶穩(wěn)性的基礎上，確定甲板裝貨高度。本發(fā)明最大限度提高船舶載貨量，其關鍵在于甲板裝貨后的船體結構有限元計算及船舶穩(wěn)性的計算。通過有限元計算和船舶穩(wěn)性計算，最大限度增加甲板載貨，使營運船舶載貨量增加約11000噸。
【具體實施方式】
[0010]下面通過具體的實施例對本發(fā)明進一步說明，應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干變型和改進，這些也應視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0011]實施例1:
一種貨艙甲板裝載優(yōu)化方法，通過對46000DWT散貨船艙進行有限元分析和船舶穩(wěn)性計算得出，通過在原有的基礎上改變舷側甲板平均板厚度，中間甲板平均板厚度、第一、第二和第五貨艙艙蓋面積大小從而對貨艙甲板裝載量進行優(yōu)化。將舷側甲板平均板厚度設計22mm，中間甲板平均板厚設計為16mm，第一貨艙艙蓋面積設計為20.26 *17.33m2，第二和第五貨艙艙蓋面積設計為21.52*19.12 m2。通過有限元計算和船舶穩(wěn)性計算，最大限度增加甲板載貨，使營運船舶載貨量增加11000噸。
[0012]實施例2:
一種貨艙甲板裝載優(yōu)化方法，通過對46000DWT散貨船艙進行有限元分析和船舶穩(wěn)性計算得出，通過在原有的基礎上改變舷側甲板平均板厚度，中間甲板平均板厚度、第一、第二和第五貨艙艙蓋面積大小從而對貨艙甲板裝載量進行優(yōu)化。將舷側甲板平均板厚度設計22mm，中間甲板平均板厚設計為16mm，第一貨艙艙蓋面積設計為20.26 *17.33m2，第二和第五貨艙艙蓋面積設計為21.52*19.12 m2。通過有限元分析，得出有限元模型縱向范圍覆蓋5個貨艙和7個橫艙壁。通過有限元計算和船舶穩(wěn)性計算，最大限度增加甲板載貨，使營運船舶載貨量增加12000噸。
[0013]實施例3:
一種貨艙甲板裝載優(yōu)化方法，通過對46000DWT散貨船艙進行有限元分析和船舶穩(wěn)性計算得出，通過在原有的基礎上改變舷側甲板平均板厚度，中間甲板平均板厚度、第一、第二和第五貨艙艙蓋面積大小從而對貨艙甲板裝載量進行優(yōu)化。將舷側甲板平均板厚度設計22mm，中間甲板平均板厚設計為16mm，第一貨艙艙蓋面積設計為20.26 *17.33m2，第二和第五貨艙艙蓋面積設計為21.52*19.12 m2。通過有限元分析，得出有限元模型縱向范圍覆蓋5個貨艙和7個橫艙壁。通過對46000DWT散貨船艙段的強力甲板進行靈敏度分析，選取適合的厚度參數(shù)作為響應面函數(shù)的自變量，然后根據有限元軟件計算得出最大相當應力后，應用響應面法的均勻設計試驗方法得出該艙段強力甲板最大應力與結構厚度的響應面函數(shù)，從而對甲板厚度進行優(yōu)化。優(yōu)化后的甲板厚度為15mm、17mm、19mm。通過有限元計算和船舶穩(wěn)性計算，最大限度增加甲板載貨，使營運船舶載貨量增加15000噸。
[0014]上述僅為本發(fā)明優(yōu)選的實施例，并不限制于本發(fā)明。對于所屬領域的技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其他不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施例來舉例說明。而由此方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種貨艙甲板裝載優(yōu)化方法，其特征在于，通過對46000DWT散貨船艙進行有限元分析和船舶穩(wěn)性計算得出，通過在原有的基礎上改變舷側甲板平均板厚度，中間甲板平均板厚度、第一、第二和第五貨艙艙蓋面積大小從而對貨艙甲板裝載量進行優(yōu)化。
2.根據權利要求1所述的一種貨艙甲板裝載優(yōu)化方法，其特征在于，通過有限元分析，得出有限元模型縱向范圍覆蓋5個貨艙和7個橫艙壁。
3.根據權利要求1所述的一種貨艙甲板裝載優(yōu)化方法，其特征在于，將舷側甲板平均板厚度設計22mm，中間甲板平均板厚設計為16mm，第一貨艙艙蓋面積設計為20.26*17.33m2，第二和第五貨艙艙蓋面積設計為21.52*19.12 m2。
4.根據權利要求1所述的一種貨艙甲板裝載優(yōu)化方法，其特征在于，通過對46000DWT散貨船艙段的強力甲板進行靈敏度分析，選取適合的厚度參數(shù)作為響應面函數(shù)的自變量，然后根據有限元軟件計算得出最大相當應力后，應用響應面法的均勻設計試驗方法得出該艙段強力甲板最大應力與結構厚度的響應面函數(shù)，從而對甲板厚度進行優(yōu)化。
5.根據權利要求4所述的一種貨艙甲板裝載優(yōu)化方法，其特征在于，所述優(yōu)化后的甲板厚度為 15mm、17mm、19mm。
6.根據權利要求1所述的一種貨艙甲板裝載優(yōu)化方法，特征在于，所述貨艙甲板裝載量通過實測六面吃水計算船舶實際排水量及裝貨量。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種貨艙甲板裝載優(yōu)化方法，通過對46000DWT散貨船艙進行有限元分析和船舶穩(wěn)性計算得出，通過在原有的基礎上改變舷側甲板平均板厚度，中間甲板平均板厚度、第一、第二和第五貨艙艙蓋面積大小從而對貨艙甲板裝載量進行優(yōu)化。本發(fā)明在保證現(xiàn)有船體結構設計的基礎上，確認船舶甲板裝貨重量；保證船舶穩(wěn)性的基礎上，確定甲板裝貨高度。本發(fā)明最大限度提高船舶載貨量，其關鍵在于甲板裝貨后的船體結構有限元計算及船舶穩(wěn)性的計算。通過有限元計算和船舶穩(wěn)性計算，最大限度增加甲板載貨，使營運船舶載貨量增加約11000噸。
【IPC分類】G06F17-50
【公開號】CN104765911
【申請?zhí)枴緾N201510126729
【發(fā)明人】孟勛, 孟成君, 何建軍, 張華 , 錢旗, 黃春艷, 吳婷婷, 許春花
【申請人】江蘇韓通船舶重工有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年3月23日