1. 研究目的与意义（文献综述）

近年来随着国内航运业的快速发展，国内航道、港口及码头因改建、扩建，需要设计和建造用于运输石头、黄沙等的大型甲板运输船^[1]，而由于甲板运输船具有船体结构及设备简单、施工方便，造价和管理维修费用低、利用率高等优点，在沿海的货物运输中的应用很广泛。甲板船是将货物直接放置在甲板上一类货船^[2]。甲板船的主甲板是连续的，是艏艉纵通的，同时根据贯通的甲板层数可分为单甲板船和双甲板船或多甲板船。甲板船的甲板层数则是根据船舶的大小、用途以及货物的种类来决定。多数此类甲板船的主尺度比均超出规范的要求，同时由于甲板船的主甲板是连续的，除了受到货物的压力，静水压力，最主要的还是波浪引起的波浪载荷，这些载荷共同对整个船体的作用，船舶的安全性是一个非常重要的要素，这使得甲板船的结构设计和总纵强度的计算显得尤为重要。同时，强度的计算可以在船舶设计时更容易把握各个构件所需的实际应力，从而更好的确定构件的尺寸和钢板的厚度。

船舶的结构设计是一个综合性很强的工作，对船舶结构设计的要求一般为可靠性、工艺性、实用性等，其中的可靠性是最重要的，即它规定了结构必须达到的应力、稳定性，保证船舶的强度符合建造规范的要求。而之所以结构设计，是为了使船舶不止满足强度的要求，同时在满足强度的条件下，降低制造成本，满足经济性的要求。船舶的结构复杂，各个构件之间相互连接、相互影响，这也决定了船舶的结构设计不可能一次性全部设计出来，注定了整个设计过程是一个循环、迭代的过程，通过不断的计算修正，得到最终的设计方案。

目前对甲板船的总纵强度的计算有两种方法，一种为规范计算法，就是按照海船建造规范一步一步的计算得出结果，这种方法比较容易学会，但是计算比较繁杂，而且不能对船做出进一步的优化，同时这种方法是基于梁理论，采用梁理论的剖面模数的计算方法，再计算出船体弯曲应力来看船舶的强度是否满足要求，而梁理论认为距离横剖面中和面相等的构件的应力是一样的，纵向构件的应力与中纵剖面的距离成正比，而这些都是理论上近似的；在黄智翔的一篇论文中，就是利用二维s、t、f线性理论或三维线性理论进行计算波浪载荷，在文中对该船使用compass软件计算出不同工况下的静水弯矩和剪力分布，从而得到该船的最大静水弯矩。波浪弯矩是利用dnv船级社开发的sesam程序进行计算而来的^[3]。同样的，在高茂进，吴介的一篇论文中由于108 m 甲板货船尺度比不满足中国船级社《国内航行海船建造规范》 的适用条件而对其总纵强度进行校核所用的方法是使用澳大利亚的maxsurf 软件进行静水弯矩、静水剪力计算，采用挪威船级社sesam软件，基于三维线性切片理论对船体的波浪弯矩与波浪切力进行预报，参照《国内航行海船建造规范》对该甲板货船进行总纵强度校核^[4]。

另一种方法就是有限元计算法，利用有限元计算软件，例如msc/patran、msc/nastran，建立三维模型，可以计算得出每个主要构件的应力和变形情况，精确度高，只是有限元计算对技术要求较高，需要掌握有限元计算软件^[5]。有限元计算法越来越多的被应用到甲板船的计算当中，因为而随着技术的进步和许多学者的研究，计算方法也由二维切片法完善到了工程实用的三维非线性算法，同时有限元计算法可以对应力集中部分进行优化处理，结果精确，可以为之后的船舶的结构设计做准备。在唐卫军的论文中船体结构为左右对称。模型取最上层主甲以下的全船结构模型。模型范围: 纵向范围取整个船长，横向范围取整个船宽，垂向范围取为从基线至最上层主甲板^[6]。模型的边界条件则是根据船体受力条件划分。从而可以从建模的船体变形云图、船体等效应力云图、强框架等效应力云图和横舱壁等效应力云图来确定船体的船体的总纵强度。

2. 研究的基本内容与方案

1.任务要求

（1）收集、阅读有关沿海甲板船的资料，明确钢质甲板船的结构特点及受力特性，完成甲板船结构设计研究进展综述。

（2）完成78.9m沿海甲板船结构设计草案。该方案包括基本结构方案，构件尺寸方案，甲板结构方案，舱底结构方案。

3. 研究计划与安排

第1周：查阅文献，阅读规范，熟悉甲板船结构特点；

第2~3周：撰写开题报告，翻译英文文献；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 陈威， 李晓彬， 徐双喜. 甲板船总纵强度计算的两种方法对比. 船海工程 2011.

[2]尹群，谢仁杰.甲板货船总纵强度计算方法对比分析.中国水运（下半月），2016（09）.

[3] 黄智翔.5000t沿海甲板船总纵强度分析.中国水运（下半月），2011（10）.

[4]高茂进，吴介.108m甲板货船总纵强度直接计算分析.江苏船舶，2014（06）.

[5]杨越富，王靖，金义会，刘益清.有限元法甲板运输船全船结构强度分析.航海工程，2012（10）.