1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1发展灯光围网渔船的目的及意义

金枪鱼类营养价值高、产量相对稳定，成为远洋渔业国家争夺的目标。全球每年金枪鱼产量达600万吨左右，其中80％销售日本。金枪鱼围网渔船作业渔场处于赤道南、北纬30 海域，是一种公海渔业，受200 海里专属经济区限制小。而且金枪鱼经济价值高，虽然建造金枪鱼围网渔船耗资大，但很快可回收投资。因此，大型金枪鱼围网渔船成为目前国内外研究的热点之一。

金枪鱼围网渔船源于美国，本世纪50年代末开始逐渐在世界上流行，目前这种船型得到较快的发展，所建造的金枪鱼围网渔船总长已达108 m，美式金枪鱼围网渔船也是现在世界上最大的围网渔船船型。

中国是从事围网作业的较早国家之一，17世纪（明代）已有关于围网船作业的记述。中国的尾起网机动围网渔船于1946年从美国引进。50年代建造了大量机帆围网渔船，70年代有了一大批灯诱围网船组。

我国近年来近海资源枯竭，发展远洋渔业势在必行，金枪鱼围网渔船是应该考虑的船型，这不仅可缓解国内市场上供应海洋蛋白质的需要，而且可以提供沿海渔民的就业机会，亦可从事金枪鱼渔获的贸易，换取外汇，以提供建设之需。大型远洋金枪鱼围网渔业船在我国远洋渔业中属于新开发渔船，虽然起步较晚，但已呈现加速发展之势。

由于围网捕捞作业的对象是捕捞中、上层鱼类，加之围网作业的“油耗／吨鱼”远较拖网作业为低，如从挪威的统计资料来看，各类渔法“油耗／吨鱼”如下表所示，即：

从我国北方某公司1978---1979年情况来看，拖网“油耗(吨)／吨鱼”为0.41---0.45，围网则为0.163一0.2。因此，从节能的观点来看，发展围网渔船是有利的。应该看到，围网也是捕捞鱼获的一种主要渔法。如日本围网所得鱼获，占其总鱼获量，在70年为23％，79年为40％，82年为46.6％，增长极为迅速。

我国基于充分利用近海中、上层渔类资源，以及行将发展远洋渔业的目的，发展围网渔船亦将是有益的。

1.2灯光围网渔船的布置及结构

灯光围网渔船为专业性远洋灯光围网渔船，主机功率 750千瓦以上，续航力约6 000 n mile，出海作业时间可达1个月以上，航区为I类（远海），作业渔场为远洋外海渔场，主机和螺旋桨噪声较小，可免惊走鱼群。一般在晚上作业，进行灯诱作业时，首先利用灯光吸引向光性的鱼类，然后利用渔网将被灯光吸引的鱼群网住，最后通过吸鱼泵将鱼从海里抽送至冷海水舱，利用-1 ℃的冷海水对鱼进行初步冷却保鲜。

设计渔船属布置地位型船，为钢质单甲板、设有首楼、前倾首柱，带球首的尾机型远洋渔船。船尾部成斜坡形，供起放小艇使用。船上设有长桥楼和两层甲板，在主桅中部和顶部设有两层观望台，并配置上下直梯。冷藏鱼舱和鱼舱布置在上甲板下面，有利于码头卸货。驾驶室设置在桥楼的前上方。机舱和鱼舱设置双层底及管隧，左右部分为燃油舱，机舱底部设燃油泄放舱、油渣舱和燃油舱。

设计渔船采用横骨架式结构，舱壁为平面舱壁，上设扶强材；工作甲板设圆弧式梁拱，舷侧除设置普通肋骨及强肋骨外，并设置间断舷侧纵桁作适当加强；尾柱和首柱均采用铸钢焊接型式；两舷设置适当长度的舭龙骨。考虑到本船灯具、网具以及作业机械较多，且渔船线型方形系数较小的特点，特在船底设置适当重量的方龙骨以降低船舶重心，增加该船回稳和抵抗外海风浪的能力，提高本船的航行安全性。

1.3有限元方法及在渔船上的应用

有限元法是一种高效能、常用的计算方法。将连续的求解域离散为一组单元的组合体，用在每个单元内假设的近似函数来分片的表示求解域上待求的未知场函数，近似函数通常由未知场函数及其导数在单元各节点的数值插值函数来表达。从而使一个连续的无限自由度问题变成离散的有限自由度问题。

90年代起，造船界对大开口船采用了基于整船有限元模型的弯扭强度计算法，使船体结构分析上升到一个新水平。运用有限元方法可以进行船舶上层建筑计算模型分析，船舶静力学问题分析，船舶动力学问题分析，船舶振动分析，船舶结构应力集中问题的分析，船舶结构中的疲劳强度问题的分析等。对于整船的有限元分析，在有限元建模过程中主要涉及三个重要问题：一是三维船体有限元模型的建立；二是边界条件的处理；三是对船体有限元模型的加载。

对于航行于国际海域的大型渔业船舶，由于其承受的波浪、风等载荷更为恶劣，船体所承受的总纵弯矩也相应的要比航行于近海或内海航区的船舶更大，特别是当船舶航向与波浪的方向共线、波长大致等于船长、波峰位于船中时，船体将产生严重的中拱弯曲，船中区域的船底板可能会发生屈曲失效。与此类似，当波谷位于船中时，船体将产生严重的中垂弯曲，船中区域的主甲板可能会发生屈曲失效。

在有限元分析计算中，有限元模型应该作适当的简化处理，否则不仅会增加工作量，更大的坏处是无关结构细节的模型表达势必会使用比结构更精细的网格。一是影响计算机求解速度，二是可能会影响计算整体网格尺寸的一致性，影响计算精度。值得注意的是，有限元建模是一个复杂的过程，其中存在的一些小的错误是正常的。但这些小的错误往往会导致计算不能进行或者计算错误。因此，对模型的检查显得至关重要。检查的重点包括：单元形状是否规整、自由边是否符合实际、是否有重复单元、载荷和约束是否正确定义等。

2. 研究的基本内容与方案

2.1设计内容

依据《钢质海洋渔船建造规范》（2015）、《渔业船舶法定检验规则》（远洋渔船2015）和船舶行业标准，与同组人员共同开展60m灯光围网渔船总布置设计，并在总布置基础上确定结构骨架型式，成基本结构图、典型横剖面图绘制和船体结构构件规范计算。并绘制基本结构图、主要横剖面图、横舱壁结构图、肋骨型线图和外板展开图。运用有限元软件msc.patran/nastran对舱段横向强度进行校核，分析各骨材的应力水平。系统完成60m灯光围网渔船结构规范设计，完善主要结构图纸，掌握船舶结构设计的主要方法。

3. 研究计划与安排

第1周：通过调研，收集资料，对毕业设计内容进行思考，撰写完成开题报告、布置外文资料翻译任务，提交开题报告；

第2周：翻译外文资料，阅读文献，熟悉规范，学习patran有限元软件，提交外文翻译；

第3-5周：初步完成总布置、确定目标船的骨架型式、学会运用规范公式确定主要构件的尺寸，初绘基本结构图和典型横剖面图，提交基本结构草图和典型横剖面草图；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]中华人民共和国农业部渔船检验局.渔业船舶法定检验规则[m].北京：人民交通出版社，2000.

[2]中华人民共和国农业部渔船检验局.钢质海洋渔船建造规范[m].北京：国防工业出版社，1998.

[3]船体结构力学，陈铁云、陈伯真，上海交通大学出版社，1990