《船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計》課程設(shè)計報告

《船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計》課程設(shè)計報告第第頁船舶與海洋工程學院《船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計》課程設(shè)計報告目錄TOC\o"1-3"\h\u211821課程設(shè)計任務(wù) 379121.1課程設(shè)計的目的和意義 3138661.2課程設(shè)計的具體任務(wù) 35982設(shè)計任務(wù)小組分工 362533基本結(jié)構(gòu)設(shè)計方案及基本結(jié)構(gòu)圖的繪制 353803.1結(jié)構(gòu)布置的一般原則和規(guī)定 357873.2基本結(jié)構(gòu)設(shè)計方案 4204673.3基本結(jié)構(gòu)圖的繪制 4156173.4基本結(jié)構(gòu)圖的最終確定 5287434基于《國內(nèi)航行海船建造規(guī)范》規(guī)范的結(jié)構(gòu)設(shè)計 5220384.1甲板板厚（2.4） 563834.2甲板邊板（2.4.3） 6230404.3甲板水頭（2.8） 717084.4甲板橫梁（2.8.2） 8191984.5甲板強橫梁（2.8） 1044034.6甲板縱骨（2.8.5） 12282904.7甲板縱桁（2.8） 13190714.8艙口端橫梁(2.8.9) 1740314.9艙口圍板(2.20.3) 18218994.10支柱(2.10.1) 1981764.11水密艙壁（2.13.2） 2061614.12制蕩艙壁（2.13.10） 22270565#12-#35主甲板板架結(jié)構(gòu)有限元建模與強度計算 22181735.1問題描述 22307325.2有限元模型 2329926總結(jié) 325949附錄一、主甲板基本結(jié)構(gòu)圖 3612376附錄二、主甲板構(gòu)件尺寸的規(guī)范計算書 37174571.5000噸江海直達船說明 37296541.1主要尺度 37187571.2主要尺度比 37271511.3肋距及中剖面構(gòu)件布置 37311961.4概述 38132172.確定船體主甲板的構(gòu)件尺寸 38193932.1主甲板計算水壓頭 38287442.2強力甲板 38175162.4尾～#12主甲板骨架 39106272.5#12～#35主甲板骨架 3986152.6#35～#134主甲板骨架 4079852.7#134～首主甲板骨架 4082302.8貨艙口甲板縱桁 41282192.9貨艙端橫梁 4161582.10支柱 4124512.11水密艙壁 4298522.12制蕩艙壁 434附錄三、帶附連帶板的型材的剖面模數(shù)計算程序 44

1課程設(shè)計任務(wù)1.1課程設(shè)計的目的和意義“船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計”課程設(shè)計是船舶與海洋工程專業(yè)本科教學之實踐教學環(huán)節(jié)的重要組成部分，在本科教學中具有重要的地位和作用。通過本課程設(shè)計，可以培養(yǎng)學生綜合運用船舶結(jié)構(gòu)強度、結(jié)構(gòu)力學（二）、船體結(jié)構(gòu)與計算機繪圖等本專業(yè)課程所學理論知識，分析和解決實際問題的能力；培養(yǎng)學生在理論計算、有限元結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計、工程繪圖、查閱文獻資料和應(yīng)用計算機等方面的能力；培養(yǎng)學生正確的設(shè)計思想和刻苦鉆研、勇于探索的創(chuàng)新精神，使學生能初步掌握利用設(shè)計規(guī)范，提出船舶基本結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，確定主要構(gòu)件尺寸；應(yīng)用有限元軟件分析船體典型板架結(jié)構(gòu)強度。1.2課程設(shè)計的具體任務(wù)1）熟悉《國內(nèi)航行海船建造規(guī)范》第2篇船體部分中的第一章（通則）、第二章（船體結(jié)構(gòu)）和第八章（散貨船補充規(guī)定）的基本內(nèi)容；2）根據(jù)《國內(nèi)航行海船建造規(guī)范》確定5000噸江海直達船甲板板架基本結(jié)構(gòu)設(shè)計方案；3）按照規(guī)范確定主甲板構(gòu)件尺寸，繪制主甲板結(jié)構(gòu)圖，完成船體結(jié)構(gòu)構(gòu)件規(guī)范計算書。4）對甲板板架結(jié)構(gòu)#12—#35區(qū)域進行有限元建模，進行結(jié)構(gòu)強度直接，完成計算有限元計算書。2設(shè)計任務(wù)小組分工表2.1小組分工及貢獻度姓名課題分工貢獻度黃揚確定主甲板構(gòu)件尺寸、基本結(jié)構(gòu)圖繪制、整理報告、答辯PPT1.2宋江峰有限元建模及強度的直接計算1.2周兆騰確定主甲板構(gòu)件尺寸0.8張小鋒確定主甲板構(gòu)件尺寸0.83基本結(jié)構(gòu)設(shè)計方案及基本結(jié)構(gòu)圖的繪制3.1結(jié)構(gòu)布置的一般原則和規(guī)定1）結(jié)構(gòu)的整體性原則有關(guān)構(gòu)件應(yīng)布置在同一平面內(nèi)，以組成封閉的整體框架結(jié)構(gòu)共同承受載荷的作用。甲板縱桁－橫艙壁豎桁－內(nèi)龍骨或底縱桁；甲板縱骨－橫艙壁垂直防撓材－船底縱骨；肋板－肋骨－橫梁；舷側(cè)縱桁－橫艙壁水平桁－縱艙壁水平桁。2）受力的均勻性和有效傳遞原則（1）結(jié)構(gòu)構(gòu)件的布置要盡量均勻，以避免構(gòu)件規(guī)格太多或是造成材料的浪費；（2）結(jié)構(gòu)應(yīng)保證某一構(gòu)件承受外力后，能有效地將力傳遞到鄰近的結(jié)構(gòu)構(gòu)件上，以避免某一獨立的結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受外力。（3）支柱的布置問題：應(yīng)將支柱設(shè)置在實肋板上或桁上，并應(yīng)在實肋板或桁材上設(shè)置垂直加強筋。當支柱的間距較大時，應(yīng)將支柱設(shè)置在實肋板與桁材的交叉點上，如不設(shè)在交叉點上則應(yīng)在支柱下面設(shè)置局部肋板或局部桁材。在支柱下面的肋板和桁材上不準開設(shè)人孔。3）結(jié)構(gòu)的連續(xù)性和減少應(yīng)力集中原則（1）構(gòu)件的布置應(yīng)力求保證其連續(xù)性，盡可能避免構(gòu)件突然中斷；（2）為減少應(yīng)力集中，所有船體構(gòu)件的剖面形狀應(yīng)有平順的過渡。4）局部加強原則在設(shè)計過程中，對那些在使用中要承受較大局部荷載的結(jié)構(gòu)進行適當?shù)木植考訌姟?）一些基本規(guī)定參見具體規(guī)范：《鋼質(zhì)海船入級規(guī)范》(2006)，《國內(nèi)航行海船建造規(guī)范》(2006)，《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范》（2009）等。3.2基本結(jié)構(gòu)設(shè)計方案本船航行于長江武漢至寧波中國近海航區(qū)及長江A、B級航區(qū)。主要運輸?shù)V石及鋼材，兼顧煤碳及水泥熟料等一般散貨。設(shè)計水線長107.10m,計算船長104.10m，型寬17.5m，型深7.6m,結(jié)構(gòu)吃水5.8m,尾～#10及#140～首的肋距為600mm；#10～#140肋距為700mm。船舶結(jié)構(gòu)首尾為橫骨架式形式，中部貨艙區(qū)采用雙底雙舷、單甲板、縱骨架式形式。主船體由6道水密艙壁劃分為首尖艙（兼壓載水艙）、首壓載水艙、第二貨船（頂邊艙設(shè)壓載水艙）、第一貨艙（頂邊艙設(shè)壓載水艙、淡水艙、重油艙，底邊艙設(shè)輕油艙）、機艙、尾壓載水艙、舵機艙。本船設(shè)有首尾樓。機艙棚及居住艙室、駕駛室等均設(shè)置于尾部。貨艙區(qū)域為雙層底，雙層底自首部防撞艙壁向尾伸至機艙，頂邊艙由首壓載水艙向尾伸至機艙前壁。通過對母型船的調(diào)查研究和本的特殊要求，分析本船的船體強度要求，選擇《國內(nèi)航行海船建造規(guī)范》作為本船的建造規(guī)范（適用范圍：適用于焊接結(jié)構(gòu)的鋼質(zhì)海上航行船舶，L/B＞5；B/D≤2.5）3.3基本結(jié)構(gòu)圖的繪制根據(jù)以及已經(jīng)給出的本船型線圖和總布置圖，繪制中剖面、基本結(jié)構(gòu)圖和肋骨線型圖草圖，并進行結(jié)構(gòu)構(gòu)件的初步布置，可以在CAD中初步繪制甲板的基本結(jié)構(gòu)圖。3.4基本結(jié)構(gòu)圖的最終確定按規(guī)范計算船體主要構(gòu)件的尺寸，邊計算、邊繪圖，邊完善初始的結(jié)構(gòu)布置方案，最終完成符合規(guī)范要求的主甲板的基本結(jié)構(gòu)。主甲板的基本結(jié)構(gòu)圖見附錄一4基于《國內(nèi)航行海船建造規(guī)范》規(guī)范的結(jié)構(gòu)設(shè)計4.1甲板板厚（2.4）例：主甲板船尾—#12按照規(guī)范，本船主甲板厚度應(yīng)參照規(guī)范2.4.2計算：從基本結(jié)構(gòu)圖中可知：L=104.1m，橫梁間距s=0.7m，甲板縱桁間距S=2.1m,Fd=0.7，則:實取板厚為9mm。4.2甲板邊板（2.4.3）例：主甲板#12—#35甲板邊板的寬度：實取800mm甲板邊板的厚度不小于甲板的厚度，取為12mm。4.3甲板水頭（2.8）例：主甲板的水頭根據(jù)上述規(guī)范可以計算依據(jù)表計算甲板各區(qū)域壓頭值：本船區(qū)域主要構(gòu)件h次要構(gòu)件hC1C2C3尾～#9主甲板1.3011.30120.524.0#9尾～#35主甲板1.3011.30120.524.0#35～#134主甲板3.3011.45220.546.3#134～首主甲板4.3011.95220.524.04.4甲板橫梁（2.8.2）例：140#-首部甲板橫梁剖面模數(shù)W的計算參照對于本船，主甲板層數(shù)為1，故，查表可得：，帶入公式可算得：同時需要考慮橫梁附連帶板的影響，根據(jù)下面的規(guī)范來進行計算此外綜上所述，選取球扁鋼編號為г12。實際的剖面模數(shù)為：4.5甲板強橫梁（2.8）4.5.1橫骨架式強橫梁（）考慮制造方便，取與縱桁相同的尺寸，即：艏強橫梁取⊥，艉強橫梁取⊥。4.5.2縱骨架式強橫梁(2.8.7)例：#35—#134取⊥，其4.6甲板縱骨（2.8.5）例：#35—#134由基本結(jié)構(gòu)圖可以得知：則：由于，則甲板縱骨的剖面模數(shù)：。綜合分析，考慮縱骨附連帶板的影響，實取г18b。4.7甲板縱桁（2.8）4.7.1橫骨架式甲板縱桁（2.8.3）由規(guī)范以及可知其中，l取為兩支柱間最大間距，即，帶入得：實際計算中需計算考慮附連帶板，由規(guī)范有：其中，l取#140-#153，即，,

。帶入算得：取，帶入數(shù)據(jù)，算得4.7.2縱骨架式甲板縱桁（2.8.6）本船的首尾端部分屬于橫骨架式，而船舯部分的貨倉區(qū)域?qū)儆诳v骨架式。例：#35—#134W=4.75bhl2=4.75×3.5×3.301×2.12=222.22cm3其中，L取船舯區(qū)域貨倉部分強橫梁的間距，為2.1m。取T型材⊥其W=904cm3I=30863cm44.7.3艙口甲板縱桁（2.8.8）例：#81-#85實取T型材：⊥，4.8艙口端橫梁(2.8.9)例：#41—#81貨艙艙口由基本結(jié)構(gòu)圖可以看出：艙口部分的甲板為縱骨架式，并且艙口縱桁支持多根強橫梁，屬于第一種情況。其中：C取1.6，梁的跨距為2.6m。取⊥實際的4.9艙口圍板(2.20.3)例：#41—#81貨艙艙口由于其位于露天的干舷甲板上，屬于位置1所以其高度應(yīng)不小于600mm圍板厚度應(yīng)不小于11.705mm實取厚度12mm，高度為1700mm。實取艙口圍板的尺寸為：L4.10支柱(2.10.1)對于主甲板下方首平臺上的支柱：,帶入算得對于主甲板下首平臺上的支柱，,帶入算得分別取對于上方支柱，帶入算得保險起見，取t=12mm。則支柱分別取為。4.11水密艙壁（2.13.2）（1）艙壁板厚例：#140防撞艙壁對于本船，，帶入算得實取艙壁厚度?。?）艙壁扶強材例：#6艙壁取C=3，s=0.7m，h=5，l=4.8，代入計算得W=Cshl2=3×0.7×5×4.82=93.6cm3考慮到附連帶板，球扁鋼型號為г14a其剖面模數(shù)為（3）艙壁桁材例：#6艙壁對于本船，b=2.60m，h=2m，l=4.8m，代入計算得帶板面積為：A=10fbtp=10×0.39×2.6×10=101.4cm2綜上，取，W=977.4cm3I=26343cm44.12制蕩艙壁（2.13.10）（1）制蕩艙壁板厚例：#134—#140對于本船，制蕩艙壁高為7m，帶入，則：實際艙壁板的厚度為。（2）艙壁桁材例：#134—#140計算剖面模數(shù)和慣性矩，，則：帶板面積取，W=773.22cm3I=24731.92cm4主甲板構(gòu)件的規(guī)范計算書見附錄二5#12-#35主甲板板架結(jié)構(gòu)有限元建模與強度計算5.1問題描述要求建立主甲板的#12-#35部分帶開口加筋板模型，承受豎直向下的均布載荷。首先確定其邊界，在船長方向以橫艙壁為界，在船寬方向以舷側(cè)為界；其次確定其邊界條件，橫艙壁處認為其剛性固定，舷側(cè)處認為其簡支，將支柱簡化為下端剛性固定、上端簡支的彈簧；然后根據(jù)規(guī)范確定其載荷條件。其幾何模型如圖所示。圖一加筋板的幾何模型5.2有限元模型（1）幾何建模在圖中選取關(guān)鍵點，確定其坐標，在ansys中繪出。由于舷側(cè)部分為一條曲線，因此連點成線時采用Splines命令將其用樣條曲線連出，這樣可以保證其不會成為多段線，而其余部分直接采用Strightline連接。用工作平面將甲板按照加強筋的位置進行劃分，包括工作平面的平移、旋轉(zhuǎn)（旋轉(zhuǎn)至xy平面）、Booleans運算（divide）等。圖二加筋板幾何模型（2）屬性定義單元類型——板：shell4node181加強筋：beam2node188材料屬性——楊氏模量E=2.1e+11，泊松比0.3梁截面（Section）定義時，由于球扁鋼自定義截面導入時出錯，因此選用不等邊角鋼代替（按照角鋼與球扁鋼慣性矩和剖面模數(shù)相等的條件選擇角鋼型號）T型材：offset-Z

=腹板高度+面板高度/2角鋼：offset-Z=h-d/2（3）梁的方向點每一根橫向加強筋和縱向加強筋都要定義一個方向點。其方法為Preprocessor→Modeling→Copy→Keypoint。（4）改變線的方向改變線的方向的目的是改變梁的方向。（5）網(wǎng)格劃分板單元全為結(jié)構(gòu)化的四邊形網(wǎng)格，盡量少用三角形單元。梁單元為分段的直線，一個肋位間劃分3～5個網(wǎng)格，先劃分板材即面，然后劃分骨材型材即線，最后劃分支柱。（其中大部分面的網(wǎng)格劃分采取映射網(wǎng)格，但舵柱孔及支柱附近的網(wǎng)格采取自由劃分）。（6）施加邊界條件和載荷艙壁處邊界條件為剛性固定，舷側(cè)處邊界條件為簡支，支柱處邊界條件為簡支。施加均布載荷，按照水頭近似估計。云圖分析正應(yīng)力：X方向Y方向剪應(yīng)力：X-Y平面位移：X方向Y方向Z方向合位移6總結(jié)本次課程設(shè)計的內(nèi)容主要分為兩部分：一是按照規(guī)范確定主甲板構(gòu)件尺寸，繪制主甲板結(jié)構(gòu)圖；二是對#12—#35甲板板架有限元建模及結(jié)構(gòu)強度直接計算。第一部分的主要內(nèi)容是查找規(guī)范中關(guān)于甲板構(gòu)件尺寸的要求，然后根據(jù)規(guī)范要求，采用尺寸相對最小的構(gòu)件，以減輕船舶自重，保證船舶的載重量；第二部分的主要內(nèi)容是依據(jù)相關(guān)的有限元分析軟件，通過幾何建模、邊界條件的確定、施加載荷、進行運算等過程對相關(guān)區(qū)域的甲板板架進行強度的直接計算。我們采用的是目前最常用的也是最熟悉的有限元分析軟件ANSYS。拿到課程設(shè)計的題目后，我們組分為兩小組，一小組按規(guī)范確定主甲板構(gòu)件的尺寸；另一組進行甲板板架的有限元建模和結(jié)構(gòu)強度的直接計算。由于課設(shè)期間一直在進行專業(yè)實習，時間緊，任務(wù)重。在很多細節(jié)上不得已采用簡化處理，以爭取在規(guī)定時間內(nèi)完成任務(wù)。下面是我們組員對于本次課程設(shè)計的感想：黃揚：本次課程設(shè)計歷時十來天終于得以完成。由于這期間還要進行專業(yè)實習，每天近四個小時的車程很容易消耗精力，所以每天做課設(shè)的時間比較少，再加上還要完成船舶推進的課程設(shè)計，總的來說，時間是很緊的，因此課程設(shè)計的完成情況并不是很好，只能說基本上完成了要求，能力也得到了一定的提高，如果時間充足的話，我相信還能做得更好。作為本次課程設(shè)計小組的組長，我深知自己的責任與義務(wù)。在拿到課程設(shè)計的題目后，便進行了組員任務(wù)的分配，盡量讓每個人都能從課設(shè)的過程中得到應(yīng)有的鍛煉，提高專業(yè)知識水平。不過由于多方面的因素，這樣的目標并沒有很好地實現(xiàn)，可能是由于學期已經(jīng)結(jié)束，組員有些懈怠，沒有能完成分配的任務(wù)。這樣任務(wù)基本上就落在少數(shù)組員身上了，這也是最后課設(shè)的完成情況不是很樂觀的原因之一。作為組長，我應(yīng)該負起一定的責任。本次課程設(shè)計，我主要負責的部分是根據(jù)規(guī)范進行甲板板架構(gòu)架尺寸的確定、基本結(jié)構(gòu)圖的繪制以及答辯PPT的制作和答辯主講人。前面一部分的內(nèi)容，主要是查找規(guī)范，根據(jù)規(guī)范的要求，來確定甲板構(gòu)件尺寸。這是一個比較繁瑣的過程，需要細心和仔細。在校核的過程中，也碰到過許多很多問題，比如關(guān)于支柱的載荷的計算。剛開始不知道怎么確定，后來通過和同學的討論才得以解決。再有就是基本結(jié)構(gòu)圖的繪制，也需要很大的耐心，還要仔細認真，確實對我是一種考驗。在進行強度校核的過程中，為了方便計算剖面模數(shù)，同時也為了學以致用，便用C++編寫了一個小程序，用于計算帶附連帶板的型材的剖面模數(shù)。雖然是個小程序，但是許久不用C++的我還是花了比較長時間才將程序完善好，通過共享給班上的同學，之后對程序又進行了一定的完善，不能不說，這也為繁忙的課程設(shè)計增添了一點小樂趣，既能方便他人，還能讓自己得到一定的鍛煉，何樂而不為呢？總的來說，本次課程設(shè)計的收獲還是挺多的。一是通過這的課程設(shè)計，對于船體構(gòu)件的設(shè)計有了更加深刻的認識，對于船體構(gòu)件尺寸的確定有了更加清晰明確的思路，提高了自己的專業(yè)知識水平，對于有限元分析軟件ANSYS也有了更多的了解，為以后進一步的學習打下了基礎(chǔ)。二是作為組長，鍛煉了了自己的組織與協(xié)調(diào)能力，通過與組員的交流溝通，提高自己的表達能力和規(guī)劃管理的能力，這是一個看不見摸不著的東西，但對于今后個人的發(fā)展還是十分重要的。三是通過這次的課程設(shè)計，使自己平時隱藏的缺點都暴露出來，有助于進一步的認識自我，通過努力，克服缺點，不斷的提高和完善自我。宋江峰：經(jīng)過一個多星期的努力，本次課程設(shè)計終于是基本完成了。這次課設(shè)我的任務(wù)是進行有限元建模分析，然而對ansys軟件不熟悉的我來說這可算是一大挑戰(zhàn)。由于之前稍微操作過ansys軟件，在建模開始階段還比較順利，不過還是因為特征點數(shù)量較多而輸錯過幾次，后來從同學那里得知可以在execl中列出點坐標再導入到ansys中，這樣方便了檢查和改正。在定義梁截面時也遇到了問題，球扁鋼在cad文件中建成后在導入到ansys中是出現(xiàn)了錯誤，幾次修改都沒能成功，最后還是根據(jù)剖面模數(shù)和慣性矩相等的條件選擇相應(yīng)型號的不等邊角鋼代替球扁鋼。對于T型材的模型創(chuàng)建是直接利用ansys中的截面類型，沒有按照老師要求將其拆分為梁和桿的原因是任務(wù)T型材不算很大，并且自己的時間也不太充裕。在支柱的建模過程中，建立一個支柱比較容易，但是始終沒能將其與甲板板連為一體，最后只能認為其剛度為無窮大，在甲板板的相應(yīng)節(jié)點上施加簡支的約束。Ansys建模中遇到的問題中還包括在用工作平面切割后，添加的梁截面方向不一致，在這個問題上浪費了將近一天的時間。最后在有限元課堂的課件中找到了原因，原來是線條的方向不一致，從而導致了梁截面方向的差異，需要運用Modeling→Move/Modify→ReverseNormals→oflines操作將線條的方向調(diào)整一致，從而使梁截面方向一致。這次有限元建模雖然歷經(jīng)坎坷，最后的結(jié)果也不是很完美，但是卻在很大程度上增強了自己對于ansys軟件的認識以及使用能力。并且這次課設(shè)的時間與期末考試和暑期實習相沖突，只能利用晚上的時間進行建模，一個多星期的時間天天都熬夜到很晚，在這一點上深刻的認識到自己的學習能力與作業(yè)效率還是很有待于提高的?？偟膩碚f，這次課程設(shè)計，對于自己很多方面的素質(zhì)的提高都很有幫助。周兆騰：結(jié)構(gòu)強度的課設(shè)在大三的尾巴終于完成了，期中考試完了之后一直想著下半個學期有著好幾門課設(shè)，復習結(jié)構(gòu)強度的時候?qū)Σ糠謨?nèi)容感覺到有些晦澀難懂，對之后的結(jié)構(gòu)課設(shè)也表示一定的擔憂，期末考試結(jié)束之后也沒能閑著，準備著實習課設(shè)等等，還是略有倉促，結(jié)構(gòu)強度課設(shè)涉及了船舶建造規(guī)范、結(jié)構(gòu)強度計算校核、板材尺寸確定、有限元建模分析等內(nèi)容。我們小組做的是船舶主甲板相關(guān)計算，我承擔了甲板強橫梁、甲板縱桁的尺寸確定工作，這個工作先是根據(jù)實際船舶情況查找相應(yīng)尺寸確定規(guī)范，再將甲板型材按區(qū)分類，計算剖面模數(shù)和慣性矩，再選定型材校核是否滿足要求，完成之后就確定了應(yīng)采用的型材了。在我根據(jù)規(guī)范計算剖面模數(shù)的時候，用到了另外組員計算出來的甲板水頭，所以課設(shè)也要求了整個組的工作協(xié)調(diào)有序性，對于組內(nèi)的合作意識也有一定的要求。這次的課設(shè)持續(xù)了十天左右，中間由于白天需要實習，只能晚上要做，并且部分數(shù)據(jù)的處理比較麻煩，我們組員自編程序進行計算，提高了不少效率，也對結(jié)構(gòu)強度的知識掌握度更高了。張小鋒：這次船體結(jié)構(gòu)課程設(shè)計相比較我們之前做的幾門課設(shè)，要更加復雜和困難，在剛開始的時候不知道怎么下手，在認真的看了課程設(shè)計指導以及找的模板之后才稍有眉目。我們組分到的任務(wù)是計算主甲板的結(jié)構(gòu)強度，在明確了需要計算的部位以及結(jié)構(gòu)后，大家分工合作一起努力把這部分的計算給完成的。另外有限元建模的部分是統(tǒng)一交給一個人完成的提高了效率?？偟膩碚f，我通過這次課程設(shè)計知道了船舶強度與結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項非常復雜的過程，雖然花費了很多時間做課設(shè)，但是在最后做出來之后看著自己的勞動成果也會覺得很值得。因為在這個過程中也學習到了很多，不僅僅加強了對專業(yè)知識的掌握，還知道了團隊分工合作，另外也對有限元建模的軟件操作更加熟悉。

附錄一、主甲板基本結(jié)構(gòu)圖

附錄二、主甲板構(gòu)件尺寸的規(guī)范計算書5000噸江海直達船說明本船航行于長江武漢至寧波中國近海航區(qū)及長江A、B級航區(qū)。主要運輸?shù)V石及鋼材，兼顧煤碳及水泥熟料等一般散貨。設(shè)計水線長107.10m,計算船長104.10m，型寬17.5m，型深7.6m,結(jié)構(gòu)吃水5.8m,尾～#10及#140～首的肋距為600mm；#10～#140肋距為700mm?；窘Y(jié)構(gòu)圖、中剖面圖參見圖紙。船舶結(jié)構(gòu)首尾為橫骨架式形式，中部貨艙區(qū)采用雙底雙舷、單甲板、縱骨架式形式。主船體由6道水密艙壁劃分為首尖艙（兼壓載水艙）、首壓載水艙、第二貨船（頂邊艙設(shè)壓載水艙）、第一貨艙（頂邊艙設(shè)壓載水艙、淡水艙、重油艙，底邊艙設(shè)輕油艙）、機艙、尾壓載水艙、舵機艙。本船設(shè)有首尾樓。機艙棚及居住艙室、駕駛室等均設(shè)置于尾部。貨艙區(qū)域為雙層底，雙層底自首部防撞艙壁向尾伸至機艙，頂邊艙由首壓載水艙向尾伸至機艙前壁。1.1主要尺度設(shè)計水線長：LWL 107.10米計算船長：L 104.10米型寬：B 17.5米型深：D 7.6米計算吃水：d 5.8米1.2主要尺度比長深比：EQ\F(L,B)=EQ\F(104.1,17.5)=5.95＞5寬深比：EQ\F(B,D)=EQ\F(17.5,7.6)=2.30≤2.5艙口寬度比：EQ\F(b,Bl)=EQ\F(10.4,17.5)=0.594＜0.6艙口長度比：EQ\F(lH,lBH)=EQ\F(28,33.6)=0.833＞0.7方形系數(shù)：Cb=0.8〉0.61.3肋距及中剖面構(gòu)件布置艉～#10及#140～艏 肋距為600mm#10～#140 肋距為700mm實肋板間距2100mm本船規(guī)范要求的標準肋距為()：S=0.0016L+0.5=0.0016×104.1+0.5=0.667mm(以下均同)在首尾尖艙內(nèi)，肋骨或舷側(cè)縱骨的標準間距應(yīng)為按本節(jié)計算所得值和0.6m的較小者。本船首尾尖艙標準間距：Sb=min﹛0.667m,0.6m﹜=0.6m1.4概述本船設(shè)有首尾樓。機艙棚及居住艙室、駕駛室等均設(shè)置于尾部。貨艙區(qū)域為雙層底，雙層底自首部防撞艙壁向尾伸至機艙，頂邊艙由首壓載水艙向尾伸至機艙前壁。本船主機為： 6230ZC2臺額定功率： 2×778kW(燃千秒油時的功率)額定轉(zhuǎn)速： 750r/min減速比： 3.95:1設(shè)外旋MAU型4葉槳兩只本船的工藝及材料、設(shè)備（機電設(shè)備等）均按中國船級社（CCS）有關(guān)規(guī)范、規(guī)則的要求進行建造和檢驗。確定船體主甲板的構(gòu)件尺寸2.1主甲板計算水壓頭主甲板計算壓頭：甲板各區(qū)域的水壓頭：本船區(qū)域主要構(gòu)件h次要構(gòu)件hC1C2C3尾～#9主甲板1.3011.30120.524.0#9尾～#35主甲板1.3011.30120.524.0#35～#134主甲板3.3011.45220.546.3#134～首主甲板4.3011.95220.524.02.2強力甲板(1)0.4L船中區(qū)域開口邊線外的甲板板實取甲板板厚18mm、20mm(2)開口邊線以內(nèi)及離船端0.075L的甲板板實取甲板板厚為9mm。甲板邊板(2.4.3)船中部0.4L區(qū)域內(nèi)的強力甲板邊板寬度：強力甲板邊板在端部的寬度，應(yīng)不小于船中部寬度的65%：(4)主甲板板取值小結(jié)：尾部-#12：甲板板厚實取9mm，甲板邊板厚度實取12mm，寬度800mm；#12-#35：甲板板厚實取9mm，甲板邊板厚度實取14mm，寬度800mm；甲板邊板的厚度增加是為了向船舯區(qū)域的甲板厚度過渡。#35-#134：0.4L船中區(qū)域開口邊線外的甲板板板厚實取20mm，0.4L船中區(qū)域開口邊線內(nèi)的甲板板板厚實取18mm。這是由于本船在船舯區(qū)域大開口，為了保證船體的抗扭強度以及船舯剖面的基本剖面模數(shù)的要求，而使甲板板和甲板邊板的厚度增大。#134-船艏：甲板板厚實取9mm，甲板邊板的厚度14mm和12mm，寬度實取1200mm。2.4尾～#12主甲板骨架(1)甲板橫梁()取г12其橫骨架式甲板縱桁(2.8.3)取⊥EQ\F(8×300,10×100)其橫骨架式甲板強橫梁（2.8.4）取與甲板縱桁相同的尺寸，為⊥EQ\F(8×300,10×100)2.5#12～#35主甲板骨架甲板縱骨（2.8.5）由基本結(jié)構(gòu)圖可以得知：則：由于，則甲板縱骨的剖面模數(shù)：。綜合分析，考慮縱骨附連帶板的影響，實取г18b。實際的剖面模數(shù)為：甲板橫梁（2.8.2）取г14a，其橫骨架式甲板縱桁甲板縱桁的尺寸與船尾～#12主甲板骨架中甲板縱桁的骨架尺寸相同。取為：⊥EQ\F(8×300,10×100)橫骨架式甲板強橫梁與甲板縱桁的尺寸相同，取為：⊥EQ\F(8×300,10×100)2.6#35～#134主甲板骨架甲板縱骨（2.8.5）取與#12～#35主甲板骨架中的甲板縱骨相同的尺寸，為г18b。(2)縱骨架勢強橫梁（2.8.7）取⊥，其縱骨架勢甲板縱桁（2.8.6）取與相同區(qū)域內(nèi)甲板強橫梁相同的尺寸，為：⊥艙口圍板（2.20.3）艙口圍板的厚度實取厚度12mm，高度為1700mm。實取艙口圍板的尺寸為：L2.7#134～首主甲板骨架(1)甲板橫梁(2.8.2)其中：，帶入公式可算選取球扁鋼編號為г12。實際的剖面模數(shù)為：橫骨架式甲板縱桁(2.8.3)取⊥其橫骨架式甲板強橫梁（2.8.4）取與甲板縱桁相同的尺寸，為⊥。2.8貨艙口甲板縱桁實取T型材：⊥，2.9貨艙端橫梁其中：C取1.6，梁的跨距為2.6m。取⊥實際的2.10支柱（1）支柱負荷計算(2.10.1)式中P0為上方支柱所傳遞載荷，按簡支梁支座反力計算。序號支柱位置支持長度a(m)支持寬度b(m)壓頭h(m)P1(kN)分配系數(shù)P0(kN)P(kN)1主甲板下#3,#-0152.052.02主甲板下機艙平臺上#234.553.31.301137.976.9214.83主甲板下機艙平臺上#163.853.31.301116.73/474.51/432.7223.94主甲板下機艙#0183.683.65主甲板下首平臺上#1401165.8129.1294.9機艙支柱都在同一垂線上，所以簡化為只取支撐面積最大的兩根計算。支柱剖面積(2.10.2)及支柱壁厚(2.10.3)按上表支柱負荷分層分區(qū)選擇計算如下：序號區(qū)域負荷P(kN)長度l(m)擬取r′A′I′At1t2實取1機艙平臺上223.92.0φ108×143.3541.3466.8φ108×142機艙至主甲板83.65.28φ108×143.3541.3466.8φ108×143首平臺上294.92.0φ102×123.2133.9349.65φ102×122.11水密艙壁（1）艙壁板厚(2.13.2)5艙壁號shtt下取值(由下向上排列)#12(#6,#6～#12)39.6312×1500,10×1500,8#350.612×1500,10×1500,8#86(#83)0.612×1500,10×1500,8#134(#130)0.612×1500,10×1500,9#1400.659.310.411.412×1500,10×1500,9#35～#134內(nèi)舷板取值：18×1600，16×1600,12扶強材()（2.12.6）艙壁號shlW計I計取材W實I實#12(#6,#6～#12)82.29605.64г14b112.61422#35(4.8m平臺下)#35(4.8m平臺上)0.650.62.2196.436.121264.81182.75г18bг12221.067.193205671.9#86(4.8m平臺下)#86(4.8m平臺上)0.650.62.2196.436.121264.81182.75г18bг12221.067.193205671.9#83(與#86取相同)#130(4.8m平臺下)#130(4.8m平臺上)0.650.62.2196.436.121264.81182.75г18bг12221.067.193205671.9#134（與#86相同）#140(4.8m平臺下)#140(4.8m平臺上)0.650.62.2196.436.121264.81182.75г18bг12221.067.193205671.9下內(nèi)舷板211.51362.11г18b221.03205上內(nèi)舷板39.67218.98Г1267.19671.9桁材（2.13.5）艙壁號bhlW計算I計算取材W實I實艉—#62.623.4582.624952.3⊥88228571#12—#352.624.8790.737591.0⊥977.3726342.9#35—#13730.15475.6⊥931.0434386.2#134—艏929.57203.47⊥931.0434386.2水平桁取為相應(yīng)的垂直桁型號。2.12制蕩艙壁艙壁板厚實取t=12mm（2）艙壁桁材W=12bhl2=12×2.4×1.60×4.22=597.20cm3I=2.5Wl=2.5×597.20×4.2=5374.77cm4實取⊥W=771.40cm3I=24506cm4

附錄三、帶附連帶板的型材的剖面模數(shù)計算程序C++代碼如下：#include<iostream>#include<iomanip>#include<cmath>usingnamespacestd;doublemain(){ doubleh,a1,ix1,y1,a,t,y,i,az,w,A,dw,fs,B,Bt,Db,Dt,H,Ht,ht,ab,ad,ah; intc,k; do { cout<<"請選擇型材種類:"<<endl; cout<<""<<endl; cout<<"1.T型材(面板和帶板厚度不大于1/10的腹板高度)"<<endl; cout<<""<<endl; cout<<"2.軋制型材（包括角鋼、球扁鋼等）"<<endl; cout<<""<<endl; cout<<"3.焊接T型材（其它）:"<<endl; cout<<""<<endl; cin>>c;switch(c){case3:cout<<"請輸T型材的腹板的高度H和腹板的厚度Ht(單位：mm)："<<endl;cin>>H>>Ht;cout<<""<<endl;cout<<"請輸T型材的面板的寬度B和面板的厚度Bt(單位：mm)："<<endl;cin>>B>>Bt;cout<<""<<endl; cout<<"請輸入帶板的寬度Db(單位:mm):"<<endl; cin>>Db; cout<<""<<endl; cout<<"請輸入帶板的厚度Dt(單位:mm):"<<endl; cin>>Dt; cout<<""<<endl; ad=Db*Dt; ab=B*Bt; ah=H*Ht;az=ad+ab+ah; y=(ab*(H+Bt/2)+ah*(H/2)-ad*Dt/2)/(az*10); i=((B*Bt*Bt*Bt+H*H*H*Ht+Db*Dt*Dt*Dt)/12+ab*(H+Bt/2)*(H+Bt/2)+ah*H*H/4+ad*Dt*Dt/4-az*y*y*100)/10000; w=i/y;break;case2:cout<<"請輸入型材的高度h(單位：mm)："<<endl; cin>>h; cout<<""<<endl;cout<<"請輸入型材的剖面積A1(單位:cm^2):"<<endl; cin>>a1; cout<<""<<endl; cout<<"請輸入型材自身的慣性矩Ix1(單位:cm^4):"<<endl; cin>>ix1; cout<<""<<endl; cout<<"請輸入型材的中和軸位置y1(單位:cm):"<<endl; cin>>y1; cout<<""<<endl; cout<<"請輸入帶板的剖面積A(單位:cm^2):"<<endl; cin>>a; cout<<""<<endl; cout<<"請輸入帶板的厚度t(單位:mm):"<<endl; cin>>t; cout<<""<<endl; az=a1+a; y=(a1*y1-0.05*a*t)/az;i=ix1+(y1-y)*(y1-y)*a1+(a*t*t*0.01)/12+(0.05*t+y)*(0.05*t+y)*a; w=i/(0.1*h-y); break;case1:cout<<"請輸T型材的腹板的高度dw和厚度ht(單位:mm):"<<endl;cin>>dw>>ht; cout<<""<<endl;cout<<"請輸T型材的面板的寬度B和面板的厚度Bt(單位:mm):"<<endl;cin>>B>>Bt; cout<<""<<endl; cout<<"請輸入附連帶板剖面積A(單位:cm^2):"<<endl; cin>>A; cout<<""<<endl;a=B*Bt/100;fs=dw*ht/100;if(A<a) { A=a; }; i=(dw*dw/100)*((fs/3)+(A*a-0.25*fs*fs)/(A+a+fs)); w=(dw/10)*(a+(fs/6)*(1+2*(A-a)/(2*A+fs)));y=i/w;} cout<<"****************1203HY****************"<<endl; cout<<""<<endl; cout<<"帶附連帶板的型材的剖面模數(shù)W(cm^3):"<<w<<endl; cout<<"帶附連帶板的型材的慣性矩I(cm^4):"<<i<<endl; cout<<"連帶板的中和軸的位置y(cm):"<<y<<endl; cout<<""<<endl; cout<<""<<endl; cout<<"是否繼續(xù)進行計算:"<<endl; cout<<""<<endl; cout<<"1.是2.否"<<endl; cout<<""<<endl; cin>>k; } while(k==1);system("pause"); return0;}基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現(xiàn)一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設(shè)計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內(nèi)核設(shè)計及其應(yīng)用研究基于單片機的遠程抄表系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設(shè)計和應(yīng)用基于單片機的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統(tǒng)的研制基于單片機的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設(shè)計Pico專用單片機核的可測性設(shè)計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構(gòu)建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現(xiàn)基于單片機的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機的時控和計數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學生單片機應(yīng)用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設(shè)計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)研究基于單片機的膛壁溫度報警系統(tǒng)設(shè)計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設(shè)計基于單片機船舶電力推進電機監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機網(wǎng)絡(luò)的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機的大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機的疊圖機研究與教學方法實踐基于單片機嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實現(xiàn)基于AT89S52單片機的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統(tǒng)基于單片機的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學實驗中的應(yīng)用研究基于單片機系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設(shè)計與研究基于單片機的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機的μC/OS-Ⅱ的研究HYPER