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本研究将以87000吨散货船HS14p/s船舶为研究对象，设计其舷侧结构并对生产设计进行优化。现对散货船的舷侧设计研究现状进入如下介绍，为后续奠定基础。

1、船舶舷侧的作用及重要性

用来装载谷物、煤、盐、水泥、建材等干散货物的船舶称为散货船。由于装载货物的不同，如谷物、煤和矿砂等货物的密度相差较大，相应的每吨货物所占的体积也不同，有的相差甚远。因此根据装载货物体积重量，散货船测的货舱容积大小及船体的结构、布置和设备等方面差距也非常大，尤其是结构设计，承载重量这一方面要求更严格[7]。上世纪八十年代，散货船沉船事故发生非常频繁，主要是由船体结构设计不稳固、防腐防撞不力、维修不及时等原因造成的。文献报道[8,9]，1986年有5艘散货船因为船体破损而导沉没，1987年因船体损伤而沉没或失踪的散货船增加到7艘，1990年后连续两年超过12艘散货船发生航海沉没事故，此类航海灾难事件越来越多，事态越来越严重。基于散货船沉船事故的频率发生，人们开始关注散货船的安全问题，并高度重视船舶舷侧设计，从生产设计着手，严格把控。

目前，散货船结构型式最广泛的就是双舷侧结构，其主要的特点是[5,7]：船型肥大，设有艏楼和艉甲板室；船中间是货舱区，为方便货舱区设备起货没有设置无桥楼和甲板室，船尾翼尾机型，以便船舶整体的协调性。散货船舷侧结构设计中有上下角，分别设置了顶边舱和底边舱，其作用是维持船舶的平衡和稳定，避免航行中散装货物下沉或横向移动对船舶的横倾和稳性产生的不利影响。上角的顶边舱能够使货物减少横向移动，下角的底边舱可以保证舱底货物向舱中心部位稳定地倾斜，方便卸货。此外，双舷侧结构的上下边舱和双层底舱还可以作为散货船空载时压载舱，增加船舶的吃水量，以便空船重心降低，维持稳定性。散货船大多数是单向运输一种货物，因其船型结构特点，有时船舶空载，即时双层底舱、上下边舱全部装满压载水，船只还是无法达到吃水要求。此时，就需要额外的装置，如1-2个货舱充当压载舱，同时还需要联合船舶舷侧结构两端的水密横舱壁进行加强，才能实现吃水量的达标。船舶舷侧整体结构不仅仅保持船只的正常行驶，还要维持船舶的稳固、防抗、防压、吃水等多重性能。因此，散货船的双舷侧结构具有重要作用。

散货船双舷侧结构的重要性具体表现在良好的安全、经济和运营优势，具体如下[8,10]：（1）双舷侧结构使船舶具有两道防线，遭到撞击时能够减小外界对船只舷侧板的冲击损伤，同时也能降低船体结构疲劳损伤；（2）双舷侧结构的船舶因为双壳舱壁刚度更好，可以有效的地防止货舱进水，并抵御各种形式的破坏；(3)散货船的双舷侧结构设计，能防撞防压，货物不拍挤压，便于装卸。双舷侧结构提高了散货船的货物装卸效率，减少了船舶空闲停留时间，极大地降低了营运和维护费用。因此，散货船的舷侧结构在安全、经济和运营上的优势逐渐得到航海运输领域的认可接受，在船舶生产设计中具有重要意义。

2、船舶舷侧生产设计动画实现中外研究现状

自20世纪八十年代起至今，众多理论的提出为船舶舷侧模型生产设计及动画实现的迅速发展奠定了良好基础。Johnson等人[11，12]在研究船体结构极限承载能力时，应用了有元方法进行分析，船体设计中，采用了板单元、梁单元模拟整体结构。同时，结合材料和几何非线性等因素对船舶舷侧设计的影响，计算了船体总纵极限强度，并根据有限元分析比较了两艘货船，从屈服应力、板厚等方面深入研究了船体舷侧结构的极限强度。船舶舷侧结构设计中还包括散货船有限元分析，相关报道介绍了[13,14]，58000吨散货船的三维结构有限元建模，从多方面进行了研究如选取边界条件，计算外荷载、生成有限元模型及其动画实现等。在报道中，散货船的三维有限元分析则是采用三维交互图象的前处理程序生成有限元模型，然后检查模型，根据有限元计算结果进行动画程序处理，使得有限元分析模拟计算机化，大大缩短了工程周期，更加便捷生产设计，这也给大型复杂船舶结构的设计分析提供了良好平台。王建勋、丁勇等人[15]的研究应用了Patran、Nastran软件对32000DWT散货船货整体结构强度进行了分析。研究中以中国船级社《双舷侧散货船结构强度直接计算指南(2004)》为基准，通过Patran、Nastran软件计算了散货船舷侧结构中货舱段的强度，从三种不同实际情况出发，如载满出港、压载出港、均质货的运输条件，开展了有限元强度的模拟分析。动画实现后的计算结果表明满载出港、均质货的工况应该重视，船舶舷侧生产设计应根据这两种情况进行设计生产。 (责任编辑：qin)