13000DWT集装箱船船体生产设计(舷侧1号区域)开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

目的及意义

结合船舶产品的特点和承造厂的生产条件，参考国内外造船技术的发展前沿，创造性地应用所学知识解决设计中遇到的问题。同时又要注重密切结合生产实际，充分考虑承造厂的具体情况，最有效地利用承造厂现有制造技术水平和设备能力，最大限度地改善施工作业条件。使毕业设计做到生产上可行，技术上先进，经济上合理。以13000dwt集装箱船船体为对象，在充分查阅中外相关资料，全面细致地读识相关船体图纸及资料，熟识造船相关规范和标准的基础上，学习并应用tribon 等造船集成制造系统软件，综合利用大学四年所学知识，独立进行主船体总体生产设计和舷侧1号区域船体分段生产设计。

造船业国内外分析

2. 研究的基本内容与方案

基本内容和目标

密切结合承造厂生产实际并深入调研，以13000dwt集装箱船船体为对象，在充分查阅中外相关资 料，全面细致地读识相关船体图纸及资料，熟识造船相关规范和标准的基础上，学习并应用 tribon 等造船集成制造系统软件，综合利用大学四年所学知识，独立进行主船体总体生产 设计和指定舷侧1号区域船体分段生产设计。

（1）总体部分：主船体建造方案及分段划分方案设计，设绘相应图纸；

3. 研究计划与安排

第1周 ：设计任务书分析，查阅相关文献资料，明确研究内

容，确定方案；

2至3周：承造厂条件分析，主船体重量估算，编制船体重量

4. 参考文献（12篇以上）

中英文摘要

1， VR/AR技术对船舶工业领域的影响

杨世雄

摘要： 本文依据虚拟现实技术的特点，提出了虚拟现实技术在造船工业中的应用会带来的影响。VR/AR技术应用于船舶研制，可以有效克服目前国内船舶研制中设计方法、手段和管理流程存在的问题。国外船厂应用VR/AR技术开发出3D虚拟场景，可以实时查看、修改船舶设计方案，管理船舶配件，对国内船厂具有借鉴意义。在船舶建造过程中，通过虚拟现实技术可增强制造过程中各环节的决策与控制能力能够大幅提高生产效率。VR/AR技术还有助于船舶进行虚拟航行仿真。可以将来往船舶通航情况更为直观地展现出来提高了船舶运行安全性和管理效率，也为无人船的运营奠定基础。VR/AR技术还可应用于船员培训，船厂技术人员培训、机构考核认证等。VR/AR技术使得远程船舶检验成为可能，对船舶的数字模型进行分析也可以远程监控船舶的建造，运营过程。

关键字：VR/AR技术，船舶设计， 船舶建造， 船舶建造 ，船舶运营， 船舶检验

摘自【中国船检】2020,(02),54-57

2， 新能源在船舶中的应用研究

杨喜顺

摘要： 随着船舶行业朝着绿色化的方向发展，新能源在船舶行业中的应用变得尤为重要。本文探析了新能源产业在船舶中的应用价值、要点、现况及方略。利用新能源例如天然气代替传统油料，能降低船舶航运对水体的污染几率，但相应的技术，成本，安全性要求都存在问题，需要利用已有经验持续探索新技术。新能源的应用需以新技术为依托，使船舶在航运过程中能够做到零排放、清洁、绿色、环保。利用现有新能源探析船舶中新能源应用更多可能性，使船舶可持续发展形式更多，达到优化配置新能源目的。

关键字：新能源 ，船舶技术，船舶应用

摘自【船舶物资与市场】2019,(12),85-86

3, 大型集装箱船船体结构设计制造

王有成

摘要：随着经济的快速发展和进步，大型集装箱船逐渐变成了一种极受欢迎的船型，大型集装箱船对经济发展有着很大贡献。本文以大型集装箱设计特点作为切入点开展了细致的剖析，进而深入分析大型集装箱船船体结构设计制造。大型集装箱船有以下设计特点。货舱开口比较大，航行速度比较高，在稳定系数方面要求更高，舱口变形量比较大。在结构布置上，大型集装箱船常常会使用舷侧抗扭箱、连贯性优良的舱口纵向围板以及双壳舷侧等结构。运用纵骨架式与下端有效地衔接。在总纵强度上需要保证足够的强度。新规范还有对于厚板止裂的性能要求。需要有效地保证船体在受到垂向弯矩、水平弯矩及扭矩等作用力下仍然保持良好强度，并留有一定余量。对箱型梁的分析，上部横向箱形梁对舱内与甲板上集装箱有着十分重要的作用，可以使舱内与甲板上集装箱在船航行时对甲板所产生的应力保持在一定范围内，进而可以有效地降低变形量。大型集装箱船在航行时双层底结构需要承受绝大部分的集中载荷。需严格按照相关规定对这些加强构件强度进行有效的审核。对于大型集装箱船集装箱进行箱脚加强设计时可使用复板作加强设计，可以改善集装箱箱脚作用在平台板上的最大垂向应力分布问题。大型集装箱船船体结构设计制造时，为了增加单船利润，需要充分利用设施，缩短造船周期。

关键字：大型集装箱船，结构设计，箱型梁，总纵强度，

摘自：【船舶物资与市场】2019,(11),49-50

4， 超大型集装箱船全船结构强度分析

赵欣 高茜

摘要： 超大型箱船的超长结构和大开口特性, 水平弯曲和扭转对总纵强度影响较大, 且舱口角隅处有明显的应力集中现象。为更准确地分析超大型集装箱船的弯扭强度, 得到联合载荷作用下的应力情况，需要进行全船有限元响应分析。本文针对某超大型集装箱船根据劳氏船级社 (Lloyd’s Register of Shipping, LR) 规范要求进行结构强度分析, LR的全船结构强度分析分为全船有限元分析和应力集中区域进行局部细网格分析两个部分根据LR的Structural Design Assessment Primary Structure of Container Ships[2]规范 (简称SDA) , 采用纵骨间距网格, 板以二维单元表示, 加强筋以一维梁单元表示, 应用MSC/PA-TRAN建立有限元三维模型。通过对比规范计算得出的剖面特性与有限元计算的剖面特性, 保证模型的结构刚度以及准确性。本文波浪载荷计算仍采用规范规定值。为避免船体的刚体运动, 本文根据LR规范对其施加约束。根据LR的SDA指南, 进行全船结构强度有限元分析。以某超大型集装箱船为例, 分析工况选取装载手册中弯矩最大且均匀装载的工况。

关键字：超大型集装箱船总纵强度，有限元分析，波浪载荷

摘自：【造船技术】2018,(03),6-12

5， 基于理论角度的船舶结构疲劳强度剖析

张劲松

摘要： 船舶结构疲劳强度问题作为船舶安全的重要影响因素之一, 通过科学的手段检测船舶结构疲劳强度能够有效避免因材料与工艺设计方面导致的船舶结构安全问题发生。在船舶建结构设计过程中，目前使用较为广泛的疲劳强度测算方法主要包括回应谱测算法、切片测算法等。船舶结构疲劳强度变化包括宏观与微观两个层面。大量裂纹在同一分段结构中的应用将形成不同规模的“宏观裂纹”，随着“宏观裂纹”规模的不断扩大，所引起的船舶结构疲劳损坏程度将进一步升级，甚至造成结构件的断裂。微观层面上的材料裂纹是一个较为复杂的问题，需要经过科学的理论分析和建模仿真才能够更加全面的展示船舶结构疲劳强度的变化曲线，具体方法包括S-N曲线法与Mine线性疲劳累积算法。在船舶设计与使用过程中需要特别关注对应载荷下的船舶结构疲劳损耗水平，避免出现钢结构失效带来的各种危险。船舶钢结构疲劳强度损耗情况与海况等级有着一定的相关性，并且航向、航速等相关因素的变化会在一定程度上引起钢结构疲劳强度损耗的不同。

关键字：船舶结构，疲劳强度，材料裂纹

摘自：【中国设备工程】2019,(21),140-141

6, 集装箱船球鼻艏改型设计方法

周敏

摘要：继主动降速后为进一步降低运营船舶的能耗，采取球鼻艏改进设计可使得总阻力下降5%。本文仅将船体在水平正浮状态下航行时的综合阻力作为单一设计指标笔者将围绕船体的流场划分为不同的区域, 针对不同区域采用相应的CFD计算, 获得实船总阻力预测值最后通过船模试验对CFD模拟计算结果。首先对原船线型进行CFD数值模拟计算, 将计算值与原船船模试验结果进行对比, 初步评估CFD数值模拟计算的误差范围, 并根据误差对模拟计算进行一定程度的修正。然后将CFD数值模拟计算获得的最终球鼻艏线型制成船体模型, 进行船模试验, 将球鼻艏改型设计后的船模试验值与CFD数值模拟计算值进行对比, 验证CFD模拟计算值的精度。

关键字：球鼻艏，CFD模拟

摘自：【中国修船】2016,29(06),15-18

7,船舶线形设计与研究

张春雷

摘要： 目前 船舶设计艺术创新逐渐受到重视。船舶设计艺术创新主要是指船舶造型及舱室空间的原创设计与创新。本文主要对船舶造型与线形设计进行分析。分析船舶造型和舱室空间环境设计的多元信息, 以信息汇总分析和设计实践为基础, 深入研究船舶的舱室空间的构造。把理论研究与设计实践相结合, 归纳总结船舶设计艺术创新的基本原理, 辨析船舶工程知识对船舶设计艺术创新的作用和船舶工程设计与设计艺术融合的原理和方法。通过设计实例的应用和测试, 验证船舶设计艺术创新理论与方法的应用效果。基于船舶造型和舱室空间的设计原理, 从设计学角度探索船舶产品的系统集成设计与关联性设计, 需重点解决以下问题。船舶概念设计的生成原理与方法，针对船舶的多元混合设计方法与应用，船舶造型集成系统的设计方法研究。

关键词：船舶设计艺术创新，线形设计

摘自：【建材与装饰】 2017,(51),121

8， 船舶结构设计方式及优化分析

吕振肖 李志杰 罗枭龙 伦少卿 张大川

摘要：本文就船舶主船体结构设计的方式和优化层面提出分析。在进行船舶设计时, 一定要做好充足的准备工作。一方面要对船舶结构设计施工过程当中的具体条件展开分析, 另一方面要同管理者进行交流沟通。船体结构设计一定要具备使用性, 并且在保障船舶航行安全的情况下, 进行具体的外观设计、美化。设计船舶一定要进行全面性的考虑, 实现建设的科学性。船体结构设计的步骤有初步规划，详细设计，生产设计。船舶结构设计今后的优化措施有下列几点。要更好的对船舶的建造过程进行具体、详细的策划, 缩短坞期。优化坞内的总体吊装, 以此提高吊装的效率。对船舶进行分段的预舾装以及预涂装, 要高度重视对于壳舾涂一体化的建设。把双层底以及舱壁当中单独的的总段最先进行建筑, 最后把舷侧进行分段向后进行整组。重视关键疲劳节点部位的施工质量的提高。

关键字：船舶结构，结构设计，优化分析

摘自：【化工管理】2017,(26),141

9， 绿色制造工艺在船舶结构中的应用

刘时进

摘要：在船舶的制造过程中, 绿色制造工艺可以使船舶的结构设计和制造等方面达到环保的高要求, 从而制造出低污染、低能耗等绿色船舶。绿色制造工艺可以提高船舶结构的各种性能, 优于传统的船舶制造工艺。绿色制造要求在船舶结构中全方面地应用节能绿色的环保材料, 并配合相关的绿色制造工艺进行制造, 以达到环保绿色的发展目标。在船舶结构中, 利用先进的船舶制造技术、工艺可以提高船舶的绿色性, 增加船舶发展的动力。在船舶结构中增加绿色制造工艺可以从优化船舶推进系统着手。例如主机效率、水浆的动能以及发电等设备都选用节能环保的装置,做到优化船舶推进系统, 实现绿色船舶的目标。提高可再生能源利用率，提高船舶结构的推进方法，提高船舶燃油的利用率, 要提高船舶的可再生或回收利用率。实现绿色船舶要以绿色船舶制造工艺为基础, 绿色船舶要通过绿色船舶制造工艺对船舶结构进行绿色的设计, 然后利用绿色环保的材料制作船舶。

关键字：绿色船舶，绿色制造工艺;，船舶结构;，节能体系

摘自【绿色科技】2018,(16),271-272

10，船舶螺旋桨制造与装配工艺

沈兴旺 李佳兵

摘要：螺旋桨是船舶推进装置的重要组成部分，对船舶航行有重要的影响。本文对船舶螺旋桨的制造与装配工艺进行分析。铜合金、铸铁和铸钢被称作三大主要制作船舶螺旋桨材料。随着技术的发展，许多新的材料也被广泛应用于船舶设计材料，如玻璃纤维等。无键螺旋桨，即螺旋桨与传动轴的锥形结合面不是通过键连接的，它依靠螺旋桨过盈配合产生的摩擦力和传动轴的锥形结合面传递扭矩。有键连接是目前常见的船舶螺旋桨设计形式，常被用于中小型船舶设计与制造，其中小型船舶的动力传动系统的实现则由通过键来实现扭矩传递，导流帽则被用于轴向固定。螺旋桨的安装工艺有下列几种，吊装法安装，双高架吊车吊装小车法安装。在船下水前安装螺旋桨要注意这几点，模拟实验对液压螺母的油封和液压泵的工作能力进行测试。螺旋桨在穿入尾轴前，须经船东确认。在准备按压螺旋桨之前，螺旋桨必须处于没有任何外力作用下，处于自然状态。

关键词：螺旋桨制造 装配

摘自：【南方农机】50(),178-179

11, 船舶船体建造要点分析

吴玉军

摘要：船体是船舶的骨架也是决定船舶整体品质的关键因素,随着造船业的不断发展，技术的不断进步，制造水平不断上升，船舶建造速率越来越快、船舶总量越来越大，船舶质量问题也越发凸显, 为有效避免损失,增强船舶建造质量,保障人民的生命及财产安全,就必须从船舶的设计、制造、检验等层面的质量上进行严格把控。科学设计合理布局为第一要点，船体一旦成型局就不可能进行调整和更改。所以，,船舶建造设计之前必须明确定位。要明确船舶的使用性质和建造要求,船舶建造方必须与设计单位和委托方紧密联系,通过一致性协商确定船舶的结构形式、布局方式,并依据其特殊用途进行科学设计。强化施工控制加强质量管理。必须要对船台基线、龙骨中心线和各种关键骨材的安装理论线的精度进行严格控制和统一把控,须充分借助于专业测量知识和各种先进测量设备对船舶建造中的这些关键理论线进行多次验证。要强化焊接工艺，船舶船体建造焊接技术的使用比例非常大, 是保障产品品质的重要工艺。船舶船体建造中的质量检验工作尤为重要,它是保障船舶合规合理建造的重要手段,要求检验技师必须严格依据施工设计图纸和技术要求,对船舶各环节质量和整体性能进行检验,要严谨严肃严格做好技术核查和检验工作,保证船舶质量和安全。

关键词：船体建造，建造工艺，焊接，检验

摘自：【船舶物资与市场】2019,(09),35-36

12，船舶分段建造精度的管控研究

张兴田

摘要：船舶建造的过程很复杂，必须强化分段建造中的误差控制，从材料制作、装配与焊接等各个环节入手来把控船舶建造的精度，避免由于精度不标准而导致的安全风险。船舶建造是非常精密的技术，很多细小的因素都会影响到建造精度，导致船舶建造出现变现或者错位的现象，具体原因如下所述。错位主要是源于工种装配不到位，对于错位情况要具体分析，然后按照错位的严重程度来选择处理方式。变形主要表现为船体中的部分平直板材无法维持正常的外观与性能，出现凹陷或者弯折的问题，而且部分分段线性无法契合设计标准。端差问题该故障主要表现为板材大小不合格，尺寸过小，甚至存在间隙问题，不能正常进行装配操作。焊接不到位是主要原因。在精度控制中，必须本着精细化的原则，严格管控胎架制作，钢料加工，构件焊接，划线以及运输过程。

关键词：船舶建造，精度管控

摘自：【船舶物资与市场】2019,(12),46-47

13，Parametric ship design and optimisation of cargo vessels for efficiency and safe operation in adverse weather conditions

Aphrodite Kanellopoulou, Ageliki Kytariolou, Apostolos Papanikolaou, Vladimi

摘要：船舶需要优化成本效益、运行效率、提高安全性、乘客和船员的舒适性，并将对环境的影响降到最低。其中许多要求相互矛盾，需要尽可能根据合理的标准和程序，就船舶的最佳设计作出决定。这就是SHOPERA项目正在处理的问题。环境问题是几年前引入能效设计指数（EEDI）的原因。满足EEDI法规要求的一种方法是降低未来船舶的速度。然而，这可能会导致动力不足的设计，提出有关这些设计在恶劣天气条件下安全运行的能力的问题。本文着重于发展油轮和散货船设计的优化程序，确定具有足够动力的设计，以确保在恶劣天气条件下的安全运行，同时保持船舶和环境的经济、效率和安全之间的正确平衡。

关键词：油轮，船舶运营，优化

摘自【Journal of Marine Science and Technology】2019, Vol.24 (4), pp.1223-1240

14, Towards supervisory risk control of autonomous ships

Ingrid Bouwer Utne; Brge Rokseth; Asgeir J. Srensen; Jan Erik Vinnem;

摘要：本文提出一个自主船舶在线风险建模的框架。有一个明显的趋势是提高船舶的自主性和智能性，因为它能够实现新的功能，以及更安全和更具成本效益的操作。然而，由于缺乏自主系统的知识和操作经验，依赖于复杂的基于软件的控制系统，以及验证此类系统安全性能的能力有限，出现了一些新的风险。本文提出的框架是实现风险监控的第一步，即为具有风险管理能力的自治系统开发控制系统，以提高此类系统的决策能力和智能性。该框架包括两个主要阶段：（1）通过系统理论过程分析（STPA）进行风险识别和分析；（2）根据STPA的结果生成以贝叶斯信念网络（BBN）为代表的风险模型。本文的应用是针对自主船舶的，但本文的研究结果对于具有不同自主性、复杂性和重大危险隐患的载人和无人系统都具有普遍的相关性。

关键词：船舶 可靠性 系统安全

摘自【Reliability Engineering and System Safetyl】10.1016/j.ress.2019.106757

15， Cruise ships power plant optimisation and comparative analysis

Victor Bolbot; Nikoletta L. Trivyza; Gerasimos Theotokatos; Evangelos Boulougouris; Athanasios Renti

摘要：严格的船舶营运排放和安全监管框架，以及降低营运成本的市场压力，促使游轮行业采用多目标优化方法，寻求和研究新建造船舶和现有船舶的替代解决方案。本研究以成本、排放量及安全目标为生命周期基础，探讨并比较分析游轮不同燃料类型之最佳发电厂方案。为此，采用双目标优化方法，在考虑船舶实际运行剖面和多个能量系统设计参数的情况下，确定现代游轮的最优动力装置配置。在子序列中，利用可用性公式和安全评估的组合方法估计可用性和停电事件频率。结果表明，采用天然气的双燃料发动机的游轮动力装置优化配置具有较低的生命周期成本和寿命排放，同时表明系统的安全水平与基准动力装置配置相当。

关键词：设计优化；替代燃料；寿命性能对比分析；经济环境安全指标；

摘自【Energy】10.1016/j.energy.2020.117061