VLCC是超大型油輪(Very Large Crude Carrier)的英文簡稱,其載重量一般在30萬噸以上,相當于200萬桶原油的裝運量。在當代船舶工業(yè)中,VLCC、超大型集裝箱船(ULCS)和液化天然氣船(LNG)的建造是衡量一個國家船舶制造水平和能力的重要標準。近年來,為了提高市場競爭力,在當前惡劣的市場環(huán)境下占有一席之地,各大設計單位、船廠紛紛對VLCC船舶進行了結構優(yōu)化研究。優(yōu)化的主要方向集中在環(huán)保、節(jié)能、建造工藝等方面。目前日韓相繼提出了VLCC強框架無橫撐設計,除了最艉強框架和制蕩艙壁,其余六個強框架結構均取消橫撐。該結構在建造工藝、節(jié)約人力成本、節(jié)約建造時間等方面具有很強的優(yōu)勢。本文提出了一種無橫撐結構的VLCC中貨艙橫框架結構,并根據(jù)該優(yōu)化方案開展了研究。主要研究內容如下:第一,分析了船舶力系傳遞方式,重點介紹了船舶力系的四級傳遞以及力學模型,提出了船舶結構優(yōu)化的理論基礎。第二,提出了VLCC中間貨倉無橫撐強框架結構的方案,并進行了理論分析。通過增加垂直桁腹板高度,增加甲板橫梁高度,增加連接肘板尺寸等方式,消除取消橫撐結構后對結構力學性能的影響。第三,根據(jù)力學分析內容,提出了八種無橫撐結構的優(yōu)化方案,并進行規(guī)范計算。通過計算結果,分析對比各方案的優(yōu)劣,得到最優(yōu)化方案。第四,對優(yōu)化方案進行屈服強度、屈曲強度、局部細化網(wǎng)格計算,并改善結構細節(jié),得到最終滿足強度要求的強框架結構。采用無橫撐結構的VLCC在施工、成本控制方面有著天然的優(yōu)勢,大大降低了設備使用成本、人力成本和船塢使用時間。該優(yōu)化設計對VLCC設計、建造具有很強的指導作用。
【學位單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：U663
【部分圖文】：

各大船東出于成本的考慮，紛紛將目光投向了燃油消耗較低保船舶。另一方面，在國際海事組織（IMO）的主導下，各種限制船舶廢強制性國際公約密集出臺，并陸續(xù)生效。這些都迫使國內造船企業(yè)不斷研新設備，推動綠色船舶的發(fā)展。這給建造 VLCC 的企業(yè)在設備配套更新、和新船型開發(fā)等方面提出了巨大挑戰(zhàn)。橫撐結構設計研究背景及其意義前，國內 VLCC 設計設計形式均為有橫撐結構，主要有兩種形式：橫撐布艙（如圖 1.1）和橫撐結構布置在中貨艙（如圖 1.2）。兩種形式布置各有目前 VLCC 均采用橫撐布置在中貨艙形式。近幾年來，日韓相繼提出了 VL無橫撐設計，除了最艉強框架和制蕩艙壁，其余六個強框架結構均取消橫撐廠已經(jīng)率先將該設計形式應用于 VLCC 的建造。設計可以降低人工焊接工作量，較少高空焊接潛在風險，減少吊機運行時間段合攏難度并可以提高船艙利用率。近年來，VLCC 強框架無橫撐結構研為了熱門研究方向。

圖 1.2VLCC 典型橫框架Fig. 1.2Typical frame of VLCC本研究旨在 VLCC 的無橫撐中貨艙結構研究。VLCC 的橫撐結構，雖然有利結構布置，但是其在建造過程中，焊接工作量大，需要高空吊裝作業(yè)，施工難度很大程度上影響了船舶施工的工期。在結構布置中，減少或取消橫撐結構可以大改善這些方面的問題，縮短建造周期，節(jié)約建造成本，提高市場競爭力。1.4 本文主要內容VLCC 從誕生到現(xiàn)在，其結構形式一直在不斷地研究中改進，目前 VLCC 的構布置形式已經(jīng)趨于穩(wěn)定。在此形式下，能夠提出更合理的結構形式便可以在當激勵的市場競爭形式下占有一席之地。本文旨在滿足結構規(guī)范、疲勞、屈曲等條下，提出一種更容易建造的無橫撐中貨艙形式。本文主要研究內容有以下幾個方1）根據(jù) DNV 規(guī)范以及力學理論，分析船舶力系傳遞方式，為結構優(yōu)化提供論研究基礎。2）設計一種中間貨艙無橫撐結構的 VLCC 典型橫剖面結構，提出方案并進

VLCC 中貨艙無橫撐強框架結構優(yōu)化研究結構力系傳遞分析船舶結構設計中，船體總縱強度和局部強度設計是整個船舶設計最重要的，而基于不同結構的力系傳遞，則是整個船舶強度設計的基礎。本章以船關規(guī)范及力學原理為指導，進行船舶整體及主要結構的力系傳遞分析，并主要設計公式進行推導，從理論基礎上充分理解船舶與海洋平臺的結構布。個船舶結構均由一個個典型板架結構組成，板架結構主要形式，如圖 2.1

【參考文獻】

相關期刊論文 前7條

1 吳嘉蒙;蔣曄鵬;;CSR對超大型油船裝載及壓載艙分艙的影響[J];船舶;2006年06期

2 馮國慶,任慧龍;船體結構疲勞評估的設計波法[J];哈爾濱工程大學學報;2005年04期

3 吳小康 ,任淑霞 ,趙洪武;船舶結構疲勞強度研究[J];船舶設計通訊;2004年02期

4 章漪云,何曉航;高強度鋼在船體結構中的應用探討[J];船舶;2004年02期

5 王然章,彭文科,詹志鵠,胡毓仁,陳伯真;采用簡化方法的船體結構疲勞強度校核[J];中國造船;1999年02期

6 崔維成,蔡新剛,冷建興;船舶結構疲勞強度校核研究現(xiàn)狀及我國的進展[J];船舶力學;1998年04期

7 趙耕賢,楊志勇;15萬噸油船有限元強度分析及方法研究[J];船舶;1997年06期

相關博士學位論文 前1條

1 馮國慶;船舶結構疲勞強度評估方法研究[D];哈爾濱工程大學;2006年

相關碩士學位論文 前3條

1 尚保國;超大型原油船總體能效設計關鍵技術研究[D];上海交通大學;2012年

2 張愛兵;基于CSR的大型油船（VLCC）結構設計研究[D];哈爾濱工程大學;2008年

3 李丹丹;38萬噸VLOC的的船體結構形式與強度分析研究[D];上海交通大學;2008年

本文編號：2827068