摘 要

本文以54m金枪鱼延绳钓船为设计对象，结合金枪鱼延绳钓船的特点与使用功能要求，对船体进行结构设计和横向强度的校核。本船采用横骨架式结构设计，中部为双层底结构、首尾部为单底。本次设计可以分为两个部分：规范设计和横向强度计算校核。

其中第一部分规范计算是依据《钢质海洋渔船建造规范》（2015）进行，结合总布置图、基本结构草图和典型横剖面草图，通过规范计算确定主船体结构的构件尺寸与结构形式；第二部分横向强度校核，依据《国内航行海船建造规范》（2012）相关要求，采用Patran/Nastran软件对中部舱段进行有限元建模和强度计算，并对计算结果进行分析比较。

本文对船舶结构规范设计的内容与横向强度校核的方法与流程进行了详细的说明，计算校核结果表明：主船体结构构件尺寸和中部舱段横向强度满足规范要求，结构设计合理。

关键词： 结构设计 规范设计 有限元 横向强度

Abstract

In this paper, we will talk about the design of 54m Tuna fishing boat. According to the characteristics and functional requirements of the Tuna fishing boat, I finished the structural design of the ship and the check of the transverse strength of the structure. This ship chooses the transverse frame structure, the middle part is the double bottom, and the two ends are single bottom. The whole process of the structure design can be divided into two parts: the specifications design and the calculation of transverse strength.

The first part of the specification design is based on "steel marine vessel construction norms" (2015), combined with the general layout, sketch of basic structure and the cross section structure, through the standard calculation to determine the main hull structure size and structure type. The second part introduced the transverse strength checking, according to the requirements of the domestic sailing ships construction norms "(2012) by Patran / NASTRAN software to make a finite element model and strength calculation, finally analysis the calculation results.

This paper explains in detail about the specifications design and the method and steps of the process of the calculation of transverse strength check. And the results show that the main hull structural component size and central cabin transverse strength can meet the requirements of specification, the structure design is reasonable.

Key Words：structure design, standard design, finite element, transverse strength

目 录

第1章 绪论 1

1.1. 研究背景 1

1.2 金枪鱼延绳钓渔船的结构特点 1

1.3. 研究意义 2

1.4. 设计内容 2

第2章. 结构规范设计 2

2.1.结构设计概述 3

2.2. 金枪鱼延绳钓船结构规范设计 3

2.2.1. 船体描述 3

2.2.2. 设计依据 4

2.2.3. 本船的主尺度 4

2.2.4. 计算船长（1.1.2.1） 4

2.2.5. 骨材标准间距（1.2.7.1） 4

2.3. 外板 5

2.3.1. 船底板（2.2.1） 5

2.3.2. 平板龙骨（2.2.2） 5

2.3.3. 舭列板 （2.2.3） 5

2.3.4. 舷侧外板（2.2.4） 6

2.3.5. 舷顶列板（2.2.5） 6

2.3.6. 轴毂出口处外板加强（2.2.6.3） 6

2.3.7. 舭龙骨（2.2.8） 6

2.3.8. 方龙骨（2.2.9） 6

2. 4. 甲板 6

2.4.1. 强力甲板（2.3.2.1） 6

2.4.2. 甲板边板（2.3.3） 6

2.4.3 下甲板及平台甲板（2.3.5） 7

2.5.横骨架式单层底 7

2.5.1. 中内龙骨（2.4.2） 7

2.5.2. 旁内龙骨（2.4.3） 8

2.5.3. 肋板（2.4.4） 8

2.5.4. 流水孔（2.4.6） 9

2.6. 双层底 9

2.6.1. 中桁材（2.6.2） 9

2.6.2. 旁桁材（2.6.4） 9

2.6.3. 实肋板（2.6.5） 10

2.6.4. 水密肋板（2.6.6） 10

2.6.5. 轻型肋板（2.6.8） 10

2.6.6. 横骨架式内底板及内底边板 （2.6.9） 10

2.6.7. 舭肘板（2.6.14） 11

2.7. 舷侧骨架 11

2.7.1. 肋骨（2.7.2） 11

2.7.2. 尖舱肋骨（2.7.3） 12

2.7.3. 深舱肋骨（2.10.4.1） 14

2.7.4. 甲板间及上层建筑肋骨（2.7.4） 15

2.7.5. 舷侧纵桁（2.7.5） 16

2.7.6. 机舱舷侧纵桁（2.7.5.3） 16

2.7.7. 强肋骨（2.7.6） 16

2.8. 甲板骨架 17

2.8.1. 甲板载荷（2.8.1） 17

2.8.2. 甲板横梁（2.8.2） 18

2.8.3. 横骨架式甲板纵桁（2.8.3） 19

2.8.4. 横骨架式强横梁（2.8.4） 20

2.8.5. 舱口甲板纵桁（2.8.8） 22

2.8.6. 舱口端横梁（2.8.9） 22

2.9.支柱 23

2.9.1. 支柱的载荷（2.9.1） 23

2.9.2. 支柱的剖面积（2.9.2） 23

2.10. 舱壁结构 24

2.10.1. 水密舱壁（2.10.3.1） 24

2.10.2. 平面舱壁扶强材（2.10.3.5） 25

2.10.3. 舱壁桁材（2.10.5） 26

2.10.4. 深舱舱壁（2.11.2.1） 27

2.10.5. 深舱舱壁扶强材（2.11.2.3） 27

2.10.6. 深舱舱壁水平桁材（2.11.2.4） 28

2.10.7.横骨架式舷侧（2.11.4.） 29

2.11. 首柱和尾柱 30

2.11.1. 首柱（2.12.1.2） 30

2.11.2. 尾柱（2.12.2.3） 30

2.12. 船端加强 31

2.12.1. 首尖舱内加强(2.13.1) 31

2.12.2. 强胸横梁（2.13.1.5） 31

2.12.3. 艏尖舱外的加强（2.13.2） 32

2.12.4. 尾尖舱内加强(2.12.3.1) 32

2.12.5. 艉尖舱上面的舷侧加强 (2.13.4) 32

2.13. 主机基座 32

2.13.1. 主机基座构件尺寸(2.14.1.3) 32

2.14. 上层建筑 33

2.14.1. 上层建筑端壁(2.15.2.) 33

2.14.2. 上层建筑侧壁(2.15.3.1) 33

2.14.3. 上层建筑甲板(2.15.4) 34

2.15舷墙 34

2.15.1. 舷墙(2.17.1) (2.17.2) 34

2.15.2. 舱口围板(2.18.1) 35

第3章 鱼舱舱段横向强度校核 36

3.1. 前言 36

3.2. 结构模型 36

3.2.1. 模型范围 36

3.2.2. 模型单元 38

3.2.3. 模型坐标系 38

3.2.4. 边界条件 38

3.3. 计算载荷 39

3.3.1. 载荷类型及（2.1.1）（2.1.2） 39

3.3.2. 计算工况（2.1.3） 39

3.4. 材料参数 41

3.5. 许用应力评估 41

3.5.1. 计算结果汇总 41

3.5.2. 计算结果显示 42

3.6. 建模小结 48

3.6.1. 计算结果分析 48

3.6.2. 建模心得 48

第4章 总结 49

参考文献 50

致谢 51

第1章 绪论

1.1. 研究背景

金枪鱼是一种重要的海产品资源，它的食用价值非常高，同时也具有相当高的经济价值。在世界渔获量中金枪鱼仅占3.5%，但它的交易额上却达到11%。作为一种比较珍贵的鱼类，因为它们肉质的口味鲜美、营养丰富，含有比较高的蛋白质以及较低的脂肪，有利于我们的强身健体、补脑益智。每年全球捕获的金枪鱼大多数都销往日本，达五百多万吨。

由于金枪鱼是经济价值较高的鱼类，一些渔业比较发达的国家都在大力发展金枪鱼渔业，中国也不例外，所以加强金枪鱼捕捞的研究十分重要。目前韩国、日本及台湾是全球金枪鱼捕捞主要国家和地区，常见的几种金枪鱼捕捞作业方式包括：延绳钓、围网船、竿钓和曳绳钓 ^[1]。