船体结构设计中生产工艺性问题及策略

李合林 高颖颖 杨鑫锋

【摘 要】船体结构设计的主要目的是为了保证船体在航行中的稳定性与安全性，所以建造人员需要高度重视船体的优良设计。但是由于船体的结构设计以及建造是一项非常复杂又繁多的过程，在进行设计建造中涵盖了许多专业性的问题，加上建造的工程量巨大，所以建造以及设计人员必须确保每一步的万无一失。本文对船体结构设计进行了深入研究。

【关键词】船体;结构设计;生产工艺

1.船体结构设计的要求

船体的结构设计比较复杂，技术工程师在进行船体的设计时，需要考虑各种各样的因素，对涉及船体的所有影响因素都考虑全面，在保障船体结构设计能满足要求的基础上，加强对专业技术工程师专业能力的选拔，选择出最具能力且具有丰富经验的技术工程师。只有这样，才能保证在船体的架构设计中将实际与理论知识有效结合，设计出有安全保障的船舶，发挥出船体的最优效能。

1.1设计标准

每一项建筑设计建造时都有相关的设计标准，在船体的设计中，也有相应的设计标准来确保综合考虑到船体的所有因素，使技术工程师按照标准设计出合理且功能最大的船体。具体的设计标准有：安全性、置用性、整体性、工艺性、经济性。考虑安全性标准，因为船体在进行结构设计时会受到许多力的作用，所以根据力的影响，技术工程师必须考虑到韧性条件，使船体的韧性达到最高以此来确保船体在航行中的安全性问题;考虑置用性标准，由于船体的结构设计不相同，每个不同的船体或者航行在不同水域的船体所具备的硬性条件也不相同，所以不同船体的实际需求各不相同，在技术工程师进行设计时需要考虑每个船体的实际情况并按照具体的需求来进行设计，以确保设计出来的船体符合基本要求，能够凸显出船体的独立特点，提升船体的适用性;考虑整体性标准，因为船体在航行过程中并不是单一航行的，在实际的使用情况中，需要考虑船体之间相互的影响，使船体相互联结发挥统一作用，因此在技术工程师进行设计时，要考虑船体功能的全面性，尽量让所有船体在使用时提高相互的配合力，每个船体都发挥自己的优势来达到最终最优的效果;考虑工艺性标准，因为在船体的结构设计中，设计环节复杂，所以技术工程师需要把控设计环节，让每个环节的设计都保持合理性，在设计中保证有先进的流程，尽量在设计环节提升船体的整体效能，提高设计效率;考虑经济性标准，任何建筑设计都需要考虑到经济效益，因为经济是确保建筑能否顺利建造的必然因素，在进行船体结构设计时，由于在设计环节会发生多方面因素的影响，比如人力、物力资源的利用，所以在设计的最初环节要充分考虑到经济效益，保证整个设计过程中经济的可持续性，并在有限的经济基础上设计出最实用的船体，保证船体的质量。在加上船体在航行中最重要的是考虑安全性问题，基于此需要配套许多保障安全的结构，设计工艺也有所提高，为了提升船体的整体水平，设计出符合预期的优良船体，技术工程师要从整体出发，在设计初期考虑经济效益，将经济效益做为船体结构设计整体的必然条件。

1.2设计理念

一个优质的设計理念可以引导技术工程师设计出最具影响力的、最有效用的船体。在进行船体设计时，需要在设计前具备科学合理的设计理念，通过在先进的设计理念引导下，提高船体的质量，优化船体的设计结构。在进行实际的结构设计时，需要注重以下几点：在设计船体时关注整个船体建造的工程量，由于船体的建造工程量巨大，所以在实际的分配中要科学合理，合理分配每部分的工作，做到一环扣一环，建造环节不脱节，加上每个部分所用到的专业知识也不同，所以要配备专业的人员进行建造;船体结构设计结束后需要配备专业的人员在进行船体建造时用专业化知识进行检验，考虑到实际的建造对设计方案提出改进措施。不同专业领域的人对自己的专业有较强的认识，所以在船体设计环节，技术工程师未必能考虑到船体的方方面面，只能理论的进行合理的设计，所以在建造时期，配备具有专业的建造人员来根据实际建造情况对已经提出的设计方案进行验证，并提出合理的改进措施，以此来保证船体的质量达到最优，发挥关键的效能。而且，在船舶的建造过程中，相关的工作人员需要有较强的沟通能力，对自己所负责的领域进行有效的沟通，探讨相关的方案，管理者也需要在工作人员工作时做好协调工作，提供优良的环境为工作者营造探讨的机会，保证工作人员的系统性。总之，在船体的结构设计中，需要考虑全面，对船体的每一部分都配备相应的专业人员，力求达到船体最优的效能。

2.船体结构设计的内容及策略

船体的结构设计包含的范围很广，技术工程师需要对各个环节的设计都提出具体的要求。主要包含前期设计、详细设计、生产设计等。

2.1 前期设计

前期设计主要是指在进行船体的结构设计规划之前，对设计所需的原则，设计的相关要求进行规划。比如对设计的图纸根据实际的条件进行调整，对建造的材料和零部件进行控制，对整体项目的建造所需的资金进行预算控制，并且控制好各个环节的实施，为能够创造出满足船体的设计提供基础。

2.2 详细设计

详细设计属于船体结构设计的初始阶段，在这个阶段的设计过程中，需要有一定的框架结构。在详细设计阶段，要考虑实际的设计需求，根据专业的审批建议展开设计工作，综合考虑建造和设计的细节，对建造所需材料进行把控，确保建造符合设计的具体要求。对于船体的结构设计方案来说，需要确保设计方案的完整性和综合性，保证设计方案已经综合考虑到船体的所有影响因素，并对设计图纸进行优化，根据实际建造过程修改设计方案，保证信息的一致性和及时性，在监督管理部门的监管之下，提高船体建造的效率，并将建造结果上报审核部门以确保船体的安全可靠性。

2.3引入先进设计工艺，分层优化船体结构

在进行船体结构设计过程中，设计人员最好结合实际需求来对甲板厚度进行调试，并结合船只应用情况来提高其防水能力。在船体结构设计过程中，要确保各部位材料性能满足设计要求，做好细节的检查工作，以确保船只可以安全投入使用。同时，在进行船体结构设计阶段，设计人员还需要根据船舶结构来确定设计顺序，并立足实际情况来对设计方案进行调整和优化，以确保其处于最优状态。作为船体结构设计人员，要对负载部分的设计给予重视，并对其受力因素给予综合考虑，在此基础上找准受力的关键部位，以确保每一个结构设计的顺利进行。通常情况下，船体结构设计一般会选择双层结构，这就需要确保双层船体结构具有足够大的存储空间，然而其会对船舶运行的航行和动力产生重要影响。而引入先进设计工艺，分层优化船体结构，可以选择高性能低碳钢架来对整体船舶骨架进行制作，并有效运用各种科学原理来减少整个船只底部的负载以及钢架承受的力，以免船舶结构中钢架出现受力问题，进而提高船舶航行的速度。在船体结构横向架构设计过程中，为了达到保护对折角的目的，一般需要增添相应装置，以免受到反作用力的影响，进而确保船只运行阶段受较小的外部压力。

3.总结

船体的结构设计在整个船舶的航行过程中，是起始也是最关键的步骤，技术人员对船体结构的设计不仅仅只从单一方面来进行控制，还需要制定完整的船舶施工设计、建造流程计划，从船体工艺的全面管理出发，从设计的多个步骤出发，对于船体的设计工艺，要先出具简单明了的设计方案，在根据实际的建造过程进行修整。

参考文献：

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[2]俞祥彪.船体结构设计中生产工艺性问题及应对措施[J].船舶物资与市场，2020，（9）：57-58.

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（作者单位：江南造船（集团）有限责任公司）