深海采矿船关键设备加强直接计算与优化设计

依托大型科研项目深海采矿船,通过对采矿作业流程的描述,重点说明了深海采矿船关键设备的特点。以关键设备A架和塔架为例,通过选取合适的规范并对加强结构设计进行分析;提出若干优化方案,对结构设计进行优化并比较,找到降低局部应力的优化措施,为船型结构强度设计提供思路和方法。     

深海采矿船船体结构设计综述

随着技术的进步,深海采矿活动已经逐渐从科研进入商业开采阶段。深海采矿船是深海采矿作业的主要装备,对我国的海洋矿产资源开发有着重要意义。文章依托工信部深海采矿船课题,进行了采矿船结构设计的相关规范适用性研究,适用的设计载荷研究,结构设计特点研究,特殊采矿作业装备加强设计研究等方面的工作,为深海采矿船系统的国产化进行技术储备。     

采矿船舱段有限元强度分析方法研究

采矿船于船舯处有大开口月池贯穿船底用于矿物开采,并且月池前后均匀分布4个矿物储存舱,采矿船兼有矿砂船和钻井船的共性。矿砂船横剖面形式采用方形截面设计,便于舱内矿物海上输入输出转运作业。舱段有限元相对于全船有限元更加方便快捷,航行状态下采矿船内、外载荷与矿砂船类似。因此对于航行状态,该文按照CCS船舶规范,从结构型式、模型范围、工况选取及参数设置等方面考量,并应用CCS-HCSR-TOOLS软件进行舱段有限元强度分析;根据计算分析结果得出采矿船前期设计需要特别关注的区域,为采矿船结构设计和强度分析提供思路和方向。     

散货船舯剖面纵向构件结构优化设计

本文根据中国船级社《钢质海船入级与建造规范》要求并满足船舶结构强度和稳定性条件，采用分级优化方法，开发了散货船舯剖面纵向构件结构优化设计程序，并以１２０００吨江海直达散货船作为实例进行舯剖面的结构优化设计，获得了较好的效果，船体舯剖面纵向构件重量减少６．７％。最后，分别对原型船和优化船的总纵弯曲进行有限元分析，计算结果表明：原型船与优化船两者的总纵弯曲应力水平基本一致。     

深海采矿船总纵强度设计分析

基于国内对于深海采矿船这一特殊船型还未形成设计规范的现状，为了研究该船型总纵强度问题，首先从结构形式入手，接着分别对校核剖面和计算工况选取进行了研究论述，针对航行工况和在位工况下具有不同的服役功能，采用了规范计算和水动力分析相结合的方法对波浪载荷进行了计算；最后采用三维直接分析技术对全船总纵强度进行了评估，明确了结构设计应重点关注的区域；通过月池区船体梁理论值与实际值的对比，总结出了适用于深海采矿船总纵强度的评估方法，为该船型强度分析和结构设计提供参考。     

基于管道水力提升式采矿系统的深海采矿船总体设计研究

在分析目前国际主流管道水力提升式深海采矿系统的组成和采矿作业工程实际需求的基础上,对深海采矿船(水面支持系统)的主要功能、系统配备和布置特点进行研究。结合工程案例分析,提出商业化深海采矿船总体设计要求和发展趋势。通过研究,为将来商业性、标准化深海采矿船总体设计提供参考。     

深海采矿船存储转运系统关键技术研究

针对深海采矿船存储转运系统设备在远海特殊环境下作业需面对的特殊问题,通过对输送系统设备现状的分析,结合深海采矿船存储转运系统的工作流程,对舱内矿物合理布矿、水密隔舱的安全性、舱型对设备选型的影响等关键技术进行研究,为深海采矿船存储转运系统的研发提供设计基础,并提出了适合未来深海采矿的智能化存储转运系统成套技术的发展展望。     

大型矿砂船的结构强度设计和审图要点研究

以某25万吨矿砂船为例,基于中国船级社钢制海船入级规范,对大型矿砂船的结构强度设计进行了研究,指出了大型矿砂船结构设计中常见的一些问题。分别从总纵强度、疲劳强度、规范校核、舱段有限元、全船有限元等方面,对大型矿砂船结构设计和审图中应注意的问题进行了分析,给出的结构设计建议及节点改善措施对大型矿砂船的结构设计和检验具有一定的指导意义。     

动力定位深海采矿船作业过程数值分析

深海采矿是一种高科技且高难度的深水、超深水采矿技术,以往的研究成果中对采矿船动力定位过程与立管及设备耦合分析尚不充分.该文采用势流理论分析采矿船水动力性能,采用集中质量法与Morison方程对立管与中继舱进行动力学建模.船舶动力定位系统采用PID控制器结合Kalman滤波进行建模,同时模拟了推力分配单元,充分计及动力定位对耦合运动系统的影响,完成采矿船动力定位过程中的深海采矿系统时域耦合数值分析;计算获得指定海况下的采矿船、中继舱的运动状态,立管的张力以及推进器推力等信息;分析了动态模拟中动力定位的影响.仿真过程对于深海采矿设计分析具有参考价值.     

深海采矿船水下设备布放回收工艺

综合考虑复杂的海洋环境和水下设备形式,深入分析深海采矿作业中水下设备布放回收的技术难点和作业效率,开展布放回收系统中的集矿车、中继仓、提升泵和扬矿管等水下设备的配置和布局设计,形成深海采矿船水下设备布放回收工艺。研究结果可为深海采矿船水下设备布放回收系统的设计制造提供参考,为深海采矿船工程应用提供技术支撑。     

大型车辆运输船整船结构分析方法研究

车辆运输船具有载荷预报难度大、结构设计复杂和强度要求高的特点。以一艘大型车辆运输船为研究对象,对整船分析过程中的主要关键技术问题进行了研究,包括:车辆运输船整船建模原则和方法、船舶运动惯性加速度和惯性角加速度的直接计算、海水波浪动压力直接预报、整船结构强度分析和局部结构细化计算等。借助于PATRAN/NASTRAN、SEASAM和中国船级社(CCS)的专用水动力软件,采用动态载荷直接计算法(DLA),使整船模型自动处于平衡状态。对目标船进行了整船强度直接计算,进一步对局部应力集中区域进行了详细结构细化分析。     

一种用于深海采矿的柔性软管布放回收系统的计算分析

根据深海采矿作业需求和船舶甲板总体布置,考虑月池旁、船艉和舷侧三种布放回收模式的优缺点,认为柔性软管舷侧布放回收的作业模式较为适用,采用Solidworks软件建立三维模型,采用ANSYS Workbench对作业平台和导向机构的结构强度进行有限元分析,结果表明,结构强度满足深海采矿的使用需求。     

LNG泊位靠泊设施及结构设计

LNG船型干舷高、外侧弧度大、船体中心不对称于管汇中心,靠泊时会遇到船舶与护舷接触点过高、与护舷接触面积过少的问题,常规靠船结构及设施难以适应多等级船舶的停靠要求,存在靠泊安全隐患。针对此问题,结合嘉兴港某LNG码头进行靠泊结构设计和靠泊设施布置,通过不同船舶在不同作业工况下的船岸匹配,分析橡胶护舷和船体平行舯体长度的匹配度,提出在靠船墩内侧上方设置反向靠船构件,优化内、外侧橡胶护舷布置高程,以满足多种等级船型靠泊适应性,保证船舶与护舷的接触面积,避免护舷局部压强变大,船体受损。采用物模试验测定船舶运动量、系缆力和撞击力等物理量,验证靠船构件和护舷布置的合理性,确保满足LNG船舶安全靠泊的作业要求。     

独立式液货舱沥青船支撑结构的有限元分析

介绍独立式液货舱沥青船在结构设计方面与其它常规船结构设计方面的不同之处。利用有限元分析软件MSC.Patran&MSC.Nastran对独立式液货舱、支撑垫块、船底结构进行直接计算。     

深海采矿船脱水装置设计

深海采矿船从深海海底采集到矿、水的混合物,为便于安全存储、转运,满足相关的规范要求,必须进行脱水处理。根据脱水原理和流程,以及采矿船甲板实际的空间和设备装船规范,进行脱水装置的模块设计,为推进船用脱水装置的实船应用创造有利条件,可供以后建造采矿船配备脱水装置时参考。     

极地破冰船艉部吊舱区域船体结构设计

以中国船舶及海洋工程设计研究(MARIC)设计的某PC3冰级且具有双向破冰能力的极地科考船为例,基于IACS URI规范和中国船级社(CCS)《钢制海船入级规范》相关条文,就该类船型艉部吊舱区域船体结构设计需重点关注问题如冰载荷作用下构件局部强度、骨架布置形式和冰带构件节点等展开讨论,阐明该区域结构设计要点,进而采用有限元分析手段对目标船艉部吊舱推进器支撑结构进行校核验证,为后续类似极地破冰船的艉部结构优化设计提供参考.     

中国船级社发布新版《海船COMPASS计算软件服务手册》

正为了适应海船最新规范标准,满足市场业务发展需求,以自主可控的工程计算软件支撑我国船舶行业的船型设计、分析评估、制造及运维,中国船级社(CCS)对自主研发的海船COMPASS系列计算软件进行了升级和开发,发布了《海船COMPASS计算软件服务手册》(2020版)。CCS海船COMPASS计算软件涵盖船舶结构、性能、轮机、电气各专业,包括规范校核计算、有限元直接计算评估等,共计30余项。可应用于油船、散货船、集装箱船、矿砂船、LNG船、邮轮等各类船型的审图、科研、     

中国船级社发布新版《海船COMPASS计算软件服务手册》

正为了适应海船最新规范标准,满足市场业务发展需求,以自主可控的工程计算软件支撑我国船舶行业的船型设计、分析评估、制造及运维,中国船级社(CCS)对自主研发的海船COMPASS系列计算软件进行了升级和开发,发布了《海船COMPASS计算软件服务手册》(2020版)。CCS海船COMPASS计算软件涵盖船舶结构、性能、轮机、电气各专业,包括规范校核计算、有限元直接计算评估等,共计30余项。可应用于油船、散货船、集装箱船、矿砂船、LNG船、邮轮等各类船型的审图、     

深海采矿船技术标准的研究与制订

研究和编制了深海采矿船技术标准(船型评估/认可和审图);介绍了该船型的现行规范标准应用,入级符号及附加标志,送审文件,船舶设计基础及环境条件,航行及在位状态下的布放、作业、自存等工况和配套的多种组合装载模式;提出了该类船舶的评估技术标准。作为全球范围内首个专门针对深海采矿船这一新颖船型的评估技术标准,对我国自主开发、设计、建造深海采矿船具有重要指导意义。     

第6章直升机甲板设施

5.6.4 海船直升机专用平台 5.6.4.1 直升机专用平台的位置 直升机专用平台的位置应根据船舶的用途及布置情况决定,单体自航海船的直升机平台可设于船舶的首部、舯部或尾部. 直升机平台设在船舶舯部是一个比较理想的位置,因为该位置空气湍流的影响较小,由船舶纵摇所引起的垂向运动最小.但是,许多船舶由于布置和作业的原因,舯部区域不可能设置直升机平台.