大型耙吸挖泥船泥舱结构设计与研究

摘要

挖泥船是利用机械设备挖取水下泥沙等沉积物的工程船舶，广泛应用于航道疏浚、港口建设、围海造地、海底开沟及回填等多种领域。挖泥船的种类较多，常见的有链斗式、铲扬式、抓斗式,绞吸式和耙吸式等几种类型，其中耙吸挖泥船是真正集挖、装、运、卸泥的功能于一身，其操作机动灵活、抗风浪力能力强、作业效率高，在国内外疏浚市场上有良好的发展前景。近年来，耙吸挖泥船逐渐由中小型船向大型甚至超大型船方向发展。
　　泥舱作为耙吸挖泥船的重要组成部分，位于船体中间部位，直接关系到船体的强度；同时泥舱舱容又是衡量挖泥船经济性能的重要指标，泥舱设计的好坏直接关系到全船设计的成败。本文围绕大型耙吸挖泥船的泥舱结构设计展开，详细阐述了大型耙吸挖泥船泥舱段结构的设计要点，包括总纵强度、泥舱肋板、泥门、箱形龙骨、架空横梁，泥舱纵、横舱壁及其他特殊加强等。
　　随着耙吸挖泥船的大型化，一方面由于泥门等机械设备也相应加大，从而使泥舱肋板间距、长宽比(L/B)、宽深比(B/D)等参数不满足按规范公式设计的条件；另一方面由于船体的大型化，很多经验不能从小型船舶上生搬硬套，此时需要通过直接计算对船体结构进行科学地分析、比较和评估，以获得最佳的设计方案。本文通过有限元分析方法对泥舱段进行强度校核以及在此基础上对泥舱结构进行优化分析，并取得了一定的成果，为大型及超大型耙吸挖泥船的设计研发提供技术参考。

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1 引言

1.1挖泥船的分类

1.2大型耙吸挖泥船的发展概况

1.3课题研究的意义

2目标船概况

2.1船型及布置

2.2主要尺度

3泥舱段结构设计

3.1船体总纵强度

3.2船体剪切强度

3.3泥舱肋板

3.4泥门开孔结构

3.5箱型龙骨结构

3.6泥舱围板架空横梁

3.7泥舱横舱壁结构

3.8泥舱纵舱壁结构

3.9吸泥管导轨处加强

3.10泥舱段其他加强

3.11高强度钢的应用

3.12本章小结

4泥舱结构的有限元分析

4.1有限元模型

4.2校核工况

4.3边界条件

4.4载荷条件

4.5屈服强度校核

4.6屈曲强度分析

4.7本章小结

5泥舱结构的优化设计

5.1优化模型及流程

5.2定义设计变量

5.3定义目标函数

5.4定义约束条件

5.5设置优化参数

5.6优化结果分析

5.7本章小结

6总结与展望

6.1总结

6.2本文的不足及展望

致谢

参考文献

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