一种用于LNG船结构轻量化设计监控方法技术

技术编号：40300584 阅读：6 留言：0更新日期：2024-02-07 20:47

本发明专利技术公开了一种用于LNG船结构轻量化设计监控方法，该方法具体包括如下步骤：S1，明确船舶设计生命周期内设计阶段的组成，分析各个阶段内影响船舶空船重量的因素；S2，初步设计阶段，通过经验公式计算船舶的空船重量；S3，详细设计阶段，明确不同区域的船舶重量重心明细；S4，根据明确的不同区域的船舶重量重心明细，优化船体结构形式和设备基座及加强；S5，生产设计阶段，根据整合的全船模型信息，对船舶设备基座及加强进行轻量化设计；S6，完工设计阶段，检验船舶各部分在不同阶段的重量变化。本发明专利技术通过在船舶不同阶段的设计通过有限元分析以及减少结构冗余解决了船舶重量信息不全面，船舶结构设计粗放化，船舶设计重量不受控的问题。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于船舶建造，具体涉及到一种用于lng船结构轻量化设计监控方法。

技术介绍

1、随着国际社会节能减排需求日益强烈，轻量化(lightweight)技术作为国际海事界公认的节能减排技术措施之一，有助于减少能源和资源的消耗，降低造船成本。具备轻量化技术的船舶能够在航行中优化各种操纵性能、提高船舶航速，在相同功率条件下实现降低油耗的目标，并且实现船舶综合经济性能的有效提升。

2、空船重量是衡量船舶设计的重要指标，分为船体钢料、木作舾装、机电部分及特种设备譬如减摇鳍、减震装置等。其中lng船船体钢料约占据了65％-70％左右，钢材成本约占lng船总成本的10.3％。因此船体结构重量是空船重量的主要部分之一，控制了船体钢料重量，基本就控制了设计重量。综上所述，船体结构设计的轻量化是船舶轻量化的首要任务。

3、船舶设计周期一般需要持续数月甚至数年，在设计推进过程中结构重量会因为多种原因而产生变化，这些结构重量的变化基本呈现向上增加的趋势。因此，对结构重量进行设计全生命周期的管控尤为重要。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于克服上述现有技术中存在的不足，提供一种用于lng船结构轻量化设计监控方法，本专利技术的方法通过在船舶不同阶段的设计通过有限元分析以及减少结构冗余解决了船舶设计阶段重量信息不够全面，船舶结构设计粗放化，控制船舶设计重量手段匮乏，船舶设计重量不受控的问题。

2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术专利提供的技术方案如下：

<p>3、一种用于lng船结构轻量化设计监控方法，该方法具体包括如下步骤：

4、s1，明确船舶设计生命周期内设计阶段的组成，船舶设计生命周期包括初步设计阶段、详细设计阶段、生产设计阶段和完工设计阶段，并分析各个阶段内影响船舶空船重量的因素；

5、s2，初步设计阶段，通过经验公式计算船舶的空船重量；

6、s3，详细设计阶段，根据s2中计算的船舶的空船重量以及船舶设计软件整合全船模型信息，明确不同区域的船舶重量重心明细；

7、s4，根据明确的不同区域的船舶重量重心明细，优化船体结构形式，优化设备基座及加强方案；

8、s5，生产设计阶段，根据整合的全船模型信息，降低船舶分段各种余量加放值，对船舶设备基座及加强进行轻量化设计；

9、s6，完工设计阶段，基于国产化船舶设计软件，依托于各个阶段已完成的船舶模型信息，分别抽取不同阶段阶段中船体各个部分的重量信息，并进行不同阶段中船体相关区域的比较，检验船舶各部分在不同阶段的重量变化；当船舶各部分在不同阶段的重量不符合设计要求时，在详细设计阶段重新优化船体结构形式以及设备基座及加强，直至符合设计要求。

10、进一步地，所述影响船舶空船重量的因素具体为：所述初步设计阶段中的设备选型，详细设计阶段中的板厚选用，生产设计阶段中的设计加强的布置。

11、进一步地，所述s2中船舶空船重量计算具体为：

12、wh＝k*l*b*d+c

13、其中，wh为船体钢料重量/吨；k为船体钢料重量系数，c为回归系数；l为船舶长度，b为船舶型宽，d为船舶型深。

14、进一步地，所述船舶设计软件为spd，船舶设计软件整合的全船模型信息包括包括艏部区域、货舱区域、机舱区域、艉部区域和上建区域，不同区域的船舶重量重心明细包括输出货舱区重量信息和重心信息、机舱区重量信息和重心信息、艏艉区重量信息和重心信息、上层建筑重量信息和重心信息、舷墙重量信息和重心信息和烟囱重量信息和重心信息。

15、进一步地，所述船体结构形式包括主要结构的大开孔，所述设备加强为船舶设备基座以及加强形式，主要结构的大开孔包括烟囱大开孔、吊物口大开孔和机舱内大开孔，船舶设备基座及加强包括发电机基座和甲板吊机基座，通过对船体结构形式和船舶设备基座以及加强形式进行有限元分析，优化结构的大开孔位置以及尺寸，获取船体结构和船舶设备基座及加强的冗余情况，当船体结构存在冗余，则降低船体对应位置的板厚。

16、进一步地，所述降低船舶分段各种余量加放值通过将船舶分段搭载设置为无余量对接，降低船舶分段重量，船舶设备基座及加强进行轻量化设计具体为减少固定船舶设备基座的永久性工装使用。

17、进一步地，所述抽取不同阶段阶段中船体各个部分的重量信息包括艏部区域、货舱区域、机舱区域、艉部区域和上建区域重量信息，比较详细设计阶段和生产设计阶段的船体各个部分的重量变化情况，使各个阶段的船体各个部分的重量有序变化。

18、基于上述技术方案，本专利技术专利一种用于lng船结构轻量化设计监控方法经过实践应用取得了如下技术优点：

19、1.本专利技术一种用于lng船结构轻量化设计监控方法通过在船舶不同阶段的设计通过有限元分析以及减少结构冗余解决了船舶设计阶段重量信息不够全面，船舶结构设计粗放化，控制船舶设计重量手段匮乏，船舶设计重量不受控的问题。

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【技术保护点】

1.一种用于LNG船结构轻量化设计监控方法，其特征在于，该方法具体包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种用于LNG船结构轻量化设计监控方法，其特征在于，所述影响船舶空船重量的因素具体为：所述初步设计阶段中的设备选型，详细设计阶段中的板厚选用，生产设计阶段中的设计加强的布置。

3.根据权利要求1所述的一种用于LNG船结构轻量化设计监控方法，其特征在于，所述S2中船舶空船重量计算具体为：

4.根据权利要求1所述的一种用于LNG船结构轻量化设计监控方法，其特征在于，所述船舶设计软件为SPD，船舶设计软件整合的全船模型信息包括包括艏部区域、货舱区域、机舱区域、艉部区域和上建区域，不同区域的船舶重量重心明细包括输出货舱区重量信息和重心信息、机舱区重量信息和重心信息、艏艉区重量信息和重心信息、上层建筑重量信息和重心信息、舷墙重量信息和重心信息和烟囱重量信息和重心信息。

5.根据权利要求1所述的一种用于LNG船结构轻量化设计监控方法，其特征在于，所述船体结构形式包括主要结构的大开孔，所述设备加强为船舶设备基座以及加强形式，主要结构的大开孔包

6.根据权利要求1所述的一种用于LNG船结构轻量化设计监控方法，其特征在于，所述降低船舶分段各种余量加放值通过将船舶分段搭载设置为无余量对接，降低船舶分段重量，船舶设备基座及加强进行轻量化设计具体为减少固定船舶设备基座的永久性工装使用。

7.根据权利要求1所述的一种用于LNG船结构轻量化设计监控方法，其特征在于，所述抽取不同阶段阶段中船体各个部分的重量信息包括艏部区域、货舱区域、机舱区域、艉部区域和上建区域重量信息，比较详细设计阶段和生产设计阶段的船体各个部分的重量变化情况，使各个阶段的船体各个部分的重量有序变化。

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【技术特征摘要】

1.一种用于lng船结构轻量化设计监控方法，其特征在于，该方法具体包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种用于lng船结构轻量化设计监控方法，其特征在于，所述影响船舶空船重量的因素具体为：所述初步设计阶段中的设备选型，详细设计阶段中的板厚选用，生产设计阶段中的设计加强的布置。

3.根据权利要求1所述的一种用于lng船结构轻量化设计监控方法，其特征在于，所述s2中船舶空船重量计算具体为：

4.根据权利要求1所述的一种用于lng船结构轻量化设计监控方法，其特征在于，所述船舶设计软件为spd，船舶设计软件整合的全船模型信息包括包括艏部区域、货舱区域、机舱区域、艉部区域和上建区域，不同区域的船舶重量重心明细包括输出货舱区重量信息和重心信息、机舱区重量信息和重心信息、艏艉区重量信息和重心信息、上层建筑重量信息和重心信息、舷墙重量信息和重心信息和烟囱重量信息和重心信息。

5.根据权利要求1所述的一种用于lng船结构轻量化设计监控方法，其特征在于，所述船体...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓彤，高天敏，秦原，张伟，阳泽伟，钱奕，谭磊，刘阳，原阳，吴卓航，
申请(专利权)人：沪东中华造船集团有限公司，
类型：发明
国别省市：

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