数十年前，内河旅游景区常常使用钢制客船进行旅游观光，钢制客船建造工艺在国内较为成熟，稳性和船体强度也能得到很大程度的保障。但钢制客船在经过多年使用后，船体逐渐被锈蚀老化。而玻璃钢船舶因其不锈不烂、美观等优势逐渐在旅游景区内取代钢制客船^[1]。

玻璃钢是一种复合材料，学名为纤维增强塑料^[2]，是以玻璃纤维或其织物为增强材料，以合成树脂为基体而制成的一种复合材料。玻璃钢半个世纪以前就已经被应用于船艇生产，但是时至今日，各大企业在生产中仍不能充分利用玻璃钢，仅仅将其当作普通材料^[3]。对产品的强度要求并未引起足够的重视。

我国目前有多达数百家玻璃钢造船企业，几乎全国每个省市都有玻璃钢造船企业。但是，其中效益良好、业绩出色的并不多，即使是一些知名企业，产品的质量也难以比得上国外的同类企业。归根究底，主要是企业对玻璃钢这种材料认识不足，设计人员也未能很好的解决玻璃钢船现有的主要缺陷^[4]。

对于玻璃钢船的设计者来讲，在进行一个新型玻璃钢船的设计时，首先要解决三个基本问题，即船的性能、强度和成本。目前，世界上玻璃钢造船业发展很快，玻璃钢船越造越大^[5]，新的材料例如新型夹心结构材料、乙烯基树脂胶衣和Barrier coat树脂的出现，解决了玻璃钢船船体表面出现气泡的现象。^[6]材料本身的发展已经比较成熟。本设计主要解决玻璃钢船性能、强度问题。

与大型钢质船相比，玻璃钢船性能设计难度较高。所以玻璃钢船制造也可充分利用计算机辅助设计的方法来替代传统的人工设计。^[7]

玻璃钢在质量上存在着可变性，不像钢、铝等金属材料是匀质的^[8]，出厂时便有恒定的性能指标。玻璃钢船体是由玻璃纤维或玻璃布用树脂在模具上涂布而成，用低吸水率的船形硬轻质板材作为夹层和模具，如泡沫、石膏等，在其上涂布玻璃钢材料固化后而成船体。完成后还要进行抛光，涂胶，上色等处理。^[9]鉴于所用材料过于复杂，结构优化又需要严格符合规范，本设计采用了直接有限元的方式进行建模和计算^[10]。所以在船体设计的过程中，如果三维建模时设定材料不精确、有限元计算中出现疏忽，很容易会造成实船的性能产生巨大差异。^[11]

玻璃钢船自50年代起得到迅速发展，初期，船的长度大多为3到5米的划桨艇或舷外挂机艇。随着玻璃钢船的性能、耐久性、经济性渐渐被人们所认识。至今，15m内的机动艇、帆船、作业船，甚至超过30m的渔船也普遍用玻璃钢来制造。^[12]船体越大，对于结构强度的要求越高。涉及初步结束后，由于玻璃钢船舶应严格符合材料成型及结构强度的检验标准，故而在玻璃钢客船设计过程中应重点对船舶稳性和强度进行检验。^[13]本设计将把工作重心设置于主尺度确定和型线设计及优化、舱室布置及有限元计算上。本次设计拟主要使用CAD绘制型线图，并使用Patran进行建模，最后运用Nastran进行计算。

综上所述，强度和性能的合理处理对我们在母型船的选取和船体的设计等工作至关重要。

本设计针对玻璃钢客船目前存在的强度和性能问题，进行30m玻璃钢客船船体结构设计。旨在优化船体结构，在满足船舶总体要求的条件下提出合理的结构形式方案，解决构件尺度与连接等问题，提高效率、保证船舶具有适当的强度和良好的技术经济性能。

2. 研究的基本内容与方案

注意事项：