船体结构生产设计理念相关分析

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　　摘  要：结构设计和生产作为造船中重要组成部分，其设计科学性和生产规范性直接影响到船体结构性能发挥和造船行业稳定发展。文章联系船体结构生产设计理念，对生产设计主要要求、基本内容和实施过程进行详细阐述，并着重对船体结构加以分析，希望所阐述内容能够为船体结构设计、生产提供参考。
　　关键词：船体结构;生产设计;理念;相关分析
　　中图分类号：U671 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2020）18-0099-02
　　Abstract： As an important part of shipbuilding， structural design and production have a direct impact on the performance of hull structure and the steady development of shipbuilding industry. In this paper， the main requirements， basic contents and implementation process of the production design are described in detail， and the hull structure is analyzed emphatically， so thatthe elaborated content can provide reference for the design and production of the hull structure.
　　Keywords： hull structure; production design; concept; correlation analysis
　　船体结构生产设计包含初步设计、详细设计和生产设计3部分内容，并且3个环节之间存在十分紧密的联系，任意环节出现差错都会对最终船体生产质量造成严重影响。再加上船体生产设计本身就具有复杂程度高、工作量大、种类繁多等特征，为保证船体结构生产设计高效安全，使用性能能够满足实际市场需要，就要对船体结构生产设计高度重视，并在实际操作中严格遵循生产设计要求和把控好各环节细节，使设计水平和生产质量得到进一步提高[1]。基于此，文章对船体结构生产设计理念相关内容展开分析和探讨。
　　1 船体结构生产设计理念
　　1.1 图纸设计
　　 在船体结构图纸设计中涉及到的模块有：（1）套料图，套料图需要与结构图相关信息进行对应，以发挥科学指导船体结构施工的积极作用，涉及内容有零件变化、尺寸标注、组立流向等等;（2）结构图，在结构图中包含平面图、局部图、详解图等，执行中要对每个部分进行详细了解，并对其进行良好衔接，针对图纸存在问题也能及时发现，并采取有效措施进行优化，所制定的结构实施方案也会更加科学合理，针对船体结构中的透气孔、各切角、通焊孔也要引起注意，需要保证其一一对应，而涉及到的船体焊接方法、厚度、坡口等内容需要提前进行详细标注;（3）加工图，针对船体设计加工图主要包含板材和型材两方面内容，也要在实际开展工作之前对生产制造所需板材加以明确，以防止错误使用情况发生[2]。
　　1.2 辅助设计
　　受造船工艺复杂性影响，为使该项工作顺利、高效和高质量开展，就需要辅助设计在其中发挥指导作用，涉及到的内容包括：（1）脚手架安装，船体结构建造需要运用脚手架的地方比较多，但是在对脚手架进行安装时比较复杂，这时候就要求在生产设计环节，结合船体实际状况及特点，确保其作用在船体结构最佳位置;（2）永久性吊环，在较为狭窄位置需要对永久性吊环进行设计，如：在船体甲板下表面和双层底中设置吊环，并将其安装在不显眼的位置上，可以提升美观性和实用性，同时考虑吊环安装是否会对其他系统造成不良影响，在实际设计时也要采取分段处理方法，不仅可以避免开展二次作业，还能够方便施工完毕后进行拆除[2-3]。
　　1.3 准备工作
　　 在准备工作阶段，需要将船体结构划分为若干个环节进行准备，并对各环节具体准备情况进行管理，如：从工厂出发包含起重能力、运输条件、预装要求等阶段，在做好相关准备工作的同时，对吊环程序加以设计，以便于能够在船体结构分段中找寻到较佳接头位置，而在分段制造环节中需要对各项工作要点加以明确，尤其是在进行船台制造中，要对各自吊装顺序进行确定，以保证船体能够得到较好衔接。
　　1.4 管理施工
　　在管理工作中主要是对图表实施科学管理，涉及到的项目包含工艺项目、密性试验、拍片数量等等，在船体结构生产设计时对这些内容管理加以重视，可以使施工设计与工艺联系更加紧密，并在相辅相成中确保船体结构施工工艺设计科学合理，针对实际操作中可能存在的技术问题也能得到很好解决，船体结构生产设计水平也会大大提高。
　　2 船体结构生产设计主要要求和基本内容
　　2.1 主要要求
　　开展船体结构生产设计工作最为主要的目的是保障船体使用性能得到充分发挥，因此在进行船体结构设计时，首先就需要确保船体具备较强的安全性能，并在此基础上对船体外观进行美化，同时保证船体结构稳固性，在设计建造时要使船体结构各方面均达到力学要求，并对实际使用情况加以考虑，防止航海条件、自然气候等因素对船体稳固性造成不良影响[3]。另外，对船体实用性也要加强关注，在设计时需要将各项参数纳入到甲板、船舱等参考体系中，并结合实际装载選择适合船体设计方案，在保障船体承载力的同时，创造更加安全舒适使用环境。
　　2.2 基本内容
　　 进行船体结构设计，基本内容有：
　　（1）初步设计，在该环节中需要对船体结构规划方案加以细化，在做好设计框架构建的同时，对涉及到的相关技术标准进行分析，并使用基本图纸将其展现出来，然后结合预案对材料、部件等预算进行制定，最后以报告形式体现。 　　（2）详细设计，在前期设计阶段，主要是对船体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，使其符合相关标准要求，所得设计方案也会更加贴合实际，实际操作也更高效。
　　（3）生产设计，作为将设计方案付诸于实践的重要环节，简单来说就是船体结构生产要求，并对具体实践中需要使用的材料和注意事项加以明确，确保整个建造施工与设计图纸方案相契合[4]。
　　3 船体结构生产设计具体实施和细节处理
　　3.1 具体实施
　　依靠当前设计水平实现船体结构设计一体化目标还存在困难，因此在实际操作中多会采用分段的方式进行处理，在充分考虑各要素组合和连接相关问题以后，船体中小规模设计和生产较容易实现，而针对结合中分段设计，需要对首尾、上下结构进行拆分和组建，并对涉及到的工艺技术进行完善和优化，以达到船体总体结构统筹协调目的。同时，对船体结构负荷性能与船体之间重量、构造等性能关系也要加强考虑，并通过做好船体结构衔接和加工工作，确保船体结构荷载能力和整体质量。此外，在船体结构型式方面，需要根据船体结构位置及作用进行科学设计，尤其是针对大型船舶设计，需要结合结构承重要求对船体架构方式进行有效调整，如：进行甲板及底部设计时，可以采用纵向架式，以起到提高船体安全性能的作用，若是工程船上甲板更加适合横骨架式结构。
　　3.2 细节处理
　　在对船体结构设计细节进行处理之前，需要严格按照设计要求和准则对相关任务进行确定，这些内容主要有：
　　（1）分段接口合理化，采用以往分段设计方式主要是将舱体划分为独立段落，而P型分段会导致船体中心不够均匀，在对分段接口进行改进时，可以采取面板加设至船体断开节点处措施，使之成为R型分段，既能够保证船体安全性，又能够使焊接效率提升。
　　（2）改善通焊孔，通焊孔设计需要符合船舶使用要求，在设计之初就要严格按照设计要求确定其半径和切角，促使其达到应力要求，在对通焊孔进行改善时可以采取增加垫板措施，整个操作中也要防止出现补板过多情况。
　　（3）底部冲击板设置，在舱底板安装完毕以后，对测深垫板进行安装，考虑到舱底板为外底板，为降低整体施工难度，可以对测深垫板进行提前安装，并在其底部开设长孔以更好满足测深要求[5]。
　　4 结束语
　　船体结构生产设计具有工作量大、涉及内容多、复杂程度高等特点，因此需要在实际生产建造之前，对船体结构生产设计要点和细节工作加以把握，并对各环节工作进行科学合理安排，不僅可以确保船体结构达到相关标准要求，还能够使船舶生产质量得到提升。
　　参考文献：
　　[1]孙志军.论船体结构生产设计理念[J].科学与财富，2019（25）：298.
　　[2]余娟.探究船体结构生产设计理念构建[J].珠江水运，2016（17）：88-90.
　　[3]苏燕.船体结构生产设计理念构建探讨[J].中国科技投资，2019（9）：198.
　　[4]吴晓峰，张程伟.探讨构建船体结构生产设计理念的主要策略[J].建筑工程技术与设计，2015（36）：3021.
　　[5]杨丽荣，顾庆，王莹.试论船体结构设计中生产工艺性问题及应对研究[J].山东工业技术，2018（17）：71.
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