杨丽荣 顾庆 王莹

摘 要：如何设计船体结构、如何生产船体是造船过程中非常重要的步骤，也是我国自主研发能力提升的重要体现。为了在降低建造成本的同时提高船体结构的设计水平，就必须坚持以现场作为中心。本文主要从船体结构的设计和船体的生产两个方面提出相应的建议。

关键词：船体；结构；设计理念；安全性；合理性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.17.214

船体结构的设计过程大体可分为三个阶段，初步的船体结构设计、详细的船体结构设计、生产阶段的船体结构设计，三个阶段相互联系但特点及要求不同。为了使船体结构的设计更加科学合理，在设计过程中必须要贯彻并合理利用设计理念。

1 分析船体结构的设计理念

本节通过分析结构内容来分析船体结构的设计理念。船体结构的建造需要多个工种参与，且其工作量占据了整个船体建造工作量的一半。造船的具体过程分为图纸设计阶段、辅助设计阶段、准备工作阶段和管理施工阶段。

其中图纸设计阶段主要包括三大模块，分别是套料图、结构图和加工图。套料图需要对应于结构图里的零件编号、坡口信息和加工流向等；结构图主要包括平面图、局部及整体的截面图、展开图等，通过利用结构图连接好各个部分后再运用其他专业知识对各个结构的优化提出对应改进方案，例如，需要注意船体结构中的切角、透气孔和焊接孔的对应，标注焊接的方法和规格等；加工图主要是指各部分型材和板材等的加工方法、结构等。

辅助设计阶段主要为了提升船体建造工作的施工效率、节省材料，包括脚手架的安装、强化永久性套环的设计等方面。其中，脚手架的安装是一项复杂且重复的工作，在实际操作过程中，需要结合船体的实际情况确立最佳的安装位置；在设计强化永久性套环过程中，最重要的是其安装位置的设计，考虑到美观、实用性和船体的综合结构等因素，吊环的设计需要进行分段处理，避免二次作业。

准备工作阶段主要是为船体的制造过程提供准备，一般是以船体的不同结构作为单位分别进行准备，并根据各单位施工的实际情况进行管理。例如，需要对从工厂出发以后的各个阶段进行设计和准备，包括吊环的程序设计、船台的安装顺序等。

管理施工阶段主要是指图表的管理，包括工艺项目、报表项目、密性试验及拍片数量等项目。船体结构的施工设计图纸和工艺联系密切，二者同时贯穿于生产过程中。在船体结构的合成过程中，图纸和工艺相互联系、相辅相成，组成了良好的施工工艺，更好的解决施工过程中出现的技术问题。

2 分析船体结构设计中的主要要求

使用性能在船体结构的设计过程中是必须要考虑的因素。任何船体设计必须以安全性能为首要目的，在此基础上增加其他性能设计，如美化外观、提高舒适性等。因此，船体结构设计的主要要求有：其一，符合物理上的力学原理，保障船体结构的稳固性；其二，有应对各种不利航海条件的能力，例如天气问题、水流问题等；其三，尽可能的提高实用性。这样才能在保障船体出航安全的同时，保证各结构的承重性。从设计的角度出发，在参考体系中充分考虑各种设计参数：如人员及货物的实际重量和乘船舒适性设计出合理的方案。

3 分析船体结构设计中的基本内容

要设计出合理的船体结构需要从最基本的内容出发。首先，初步确定船体的结构；其次，按照预算对船体结构进行调整；再次，选择合适的材料；最后，上报船体的合成技术等。上述基本内容以经济性、实用性和安全性为基础。选材方面要在考虑预算和船体性能的基础上尽量选择新型节能材料。船体结构设计的基本步骤为：理论上的初步设计、考虑实际情况的详细设计和投入生产的生产设计。

3.1 理论上的初步设计

初步设计即预算报告的生成，这是船体结构设计的第一步，需要将最初的规划方案呈现出来，主要包括设计框架的构建和技术标准的分析。首先要做出船体结构的草图，在草图的基础上根据预案和技术水平选择各部件的材料、型号，并形成一个相对成熟的预算报告。

3.2 考虑实际情况的详细设计

详细设计主要是对船体结构细节的设计，使设计出的船体结构符合实际需求，明确所需材料的具体型号，形成一个符合要求并具有安全性、实用性的方案，便于获得上级审批。

3.3 投入生产的生产设计

最后的生产设计即将船体设计方案投入实际生产的过程。此过程需要符合生产要求和材料使用的注意事项，使施工顺利进行并更好的完成预想的设计方案。

4 船体结构设计的具体实施过程

由于目前的设计水平较低，无法一体化的设计出船体结构，并且一体化设计容易在细节上出现问题。因此，在设计初期，一般情况下会将船体结构分体、分段进行细致的构建，但还需要考虑能否将各部分合理组合，以便设计出合理的方案。因此对船体结构进行分体、分段设计时还需要考虑各部分的组装问题。对于小规模的船体结构设计来说，对其进行分体、分段设计并连接组装的过程是相对简单的，但对于较大规模的船体结构设计，要想合理进行分体、分段，需要用到一体化技术，考虑首尾和上下结构的组建和拆分问题并进行技术优化，以便更好的统筹整个船体结构。另外，船体的最大负荷、船体之间的连接关系、船体重量、材料性能和出航条件等也需要着重考虑。因此，在船体的设计和生产过程中要充分考虑船体各部分能否有效衔接，使得船体结构符合安全性、功能性等实际需求。

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作者简介：杨丽荣（1983-），女，满族，河北承德人，本科，工程师，研究方向：船舶结构。