大型船舶折疊式艙口蓋結(jié)構(gòu)優(yōu)化

大型船舶折疊式艙口蓋結(jié)構(gòu)優(yōu)化摘要：我國大多數(shù)大型船舶都采用了折疊式艙口蓋，傳統(tǒng)的折疊式艙口蓋在實(shí)際應(yīng)用中存在諸多缺陷，需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。傳統(tǒng)的折疊式艙口蓋結(jié)構(gòu)強(qiáng)度相對較弱，容易受到腐蝕因素的影響。隨著對大型船舶風(fēng)雨載荷的要求越來越高，傳統(tǒng)的折疊式艙口蓋亟須進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的提升。本文從大型船舶運(yùn)載的實(shí)際需求和目前折疊式艙口蓋的不足觸發(fā)，通過應(yīng)用有限元優(yōu)化模型，旨在對折疊式艙口蓋的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，提升艙口蓋的強(qiáng)度并有效提升艙口蓋抗腐蝕性。關(guān)鍵詞：大型船舶；折疊式艙口蓋；優(yōu)化設(shè)計引言：折疊式艙口蓋以其簡單易操作的結(jié)構(gòu)，在我國船舶生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。特別是在大型船舶中，折疊式艙口蓋因其橫接縫不需要外接壓緊器因此不易損壞，所以在實(shí)踐非常實(shí)用。折疊式艙口蓋的構(gòu)造主要是由幾塊床蓋板組織構(gòu)成的，在日常使用中機(jī)械艙口的開閉可以通過這些床蓋板的反轉(zhuǎn)折疊來實(shí)現(xiàn)。其工作原理非常簡單，通過鉸鏈帶動床蓋板進(jìn)行移動即可操作。隨著我國船舶行業(yè)的不斷發(fā)展，對于大型船舶的負(fù)載量要求越來越高，運(yùn)輸貨物的質(zhì)量導(dǎo)致傳統(tǒng)的艙口蓋在實(shí)際中出現(xiàn)諸多不適用而難以滿足船舶日常工作的需求。因此，對大型船舶折疊式艙口蓋的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化對于提升大型船舶的運(yùn)輸水平和運(yùn)輸質(zhì)量至關(guān)重要。一、優(yōu)化設(shè)計理論依據(jù)1.優(yōu)化設(shè)計原則折疊式艙口主要被應(yīng)用于散貨船的艙口設(shè)計，這樣的設(shè)計可以對船舶運(yùn)輸?shù)呢浳锲鸬揭欢ǖ拿芊庑Ч?，防止在船舶運(yùn)輸過程中貨物受到海水的浸泡。在折疊艙口的構(gòu)成上，其構(gòu)成零部件主要包括鉸鏈、滾輪等用于控制艙口門位置移動的元件，因?yàn)榕摽谏w得重量比較大，船舶中空氣濕度也較大，對于這些金屬元件的消耗較大，因此折疊艙口門使用的元器件對質(zhì)量的要求較高。在實(shí)踐中，折疊式艙口蓋最主要的問題就是使用壽命較短，在航海條件下難以滿足風(fēng)雨負(fù)載，經(jīng)過一段時間的使用就容易出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。這些問題的出現(xiàn)會影響貨物的正常運(yùn)載，長此以往也會影響運(yùn)輸效率，因此優(yōu)化折疊艙口蓋的結(jié)構(gòu)是必須要關(guān)注的問題。在對折疊式艙口蓋進(jìn)行優(yōu)化時要遵循以下原則：1.1.安全性原則在對折疊式艙口蓋進(jìn)行優(yōu)化時首先要保證其使用的安全性。船舶運(yùn)輸過程中需要搬運(yùn)大宗的貨物，稍有不慎就容易發(fā)生安全事故。折疊式艙口蓋作為機(jī)械藏的入口，更應(yīng)該注重安全問題。在折疊式艙口蓋的操作上，不能采用過于復(fù)雜的操作方式，這樣可以降低安全事故發(fā)生的可能性。除此之外，在折疊式艙口蓋的構(gòu)造上，其要滿足船舶航行中可能遇到的各種外部環(huán)境，能夠適應(yīng)在不同環(huán)境中的使用。最后，折疊艙口蓋最重要的目的就是保護(hù)貨物，因此其密封性一定要滿足相關(guān)的需求。對折疊式艙口蓋進(jìn)行優(yōu)化，安全原則是其首要原則。1.1.結(jié)構(gòu)強(qiáng)度原則傳統(tǒng)的折疊式艙口蓋的缺陷主要集中在強(qiáng)度方面，因?yàn)閺?qiáng)度不夠所以造成了風(fēng)雨荷載和抗腐蝕性的不足。在優(yōu)化折疊式艙口蓋的過程中，其結(jié)構(gòu)的設(shè)計要經(jīng)過相關(guān)的設(shè)計檢驗(yàn)和論證。對于大型船舶來說，為了其實(shí)際操作的方便，折疊式艙口蓋的結(jié)構(gòu)及要滿足重量輕操易于操作，在構(gòu)成上也要考慮其材料的抗腐蝕性。因此，提升折疊式艙口蓋的強(qiáng)度是對其進(jìn)行優(yōu)化的主要目的。1.1.經(jīng)濟(jì)原則對于艙口蓋的質(zhì)量優(yōu)化不能犧牲企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，因此在對艙口蓋進(jìn)行優(yōu)化時，也要考慮艙口蓋生產(chǎn)企業(yè)的效益。在對艙口蓋的承載能力進(jìn)行計算時，也要將成本的因素納入考慮范圍。對于艙口蓋的生產(chǎn)企業(yè)來說，不僅要生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品，其經(jīng)濟(jì)效益也非常重要，只有保證其經(jīng)濟(jì)效益，才能確保其持續(xù)經(jīng)營。通過計算對艙口蓋的承載力進(jìn)行優(yōu)化，可以減少艙口蓋的使用材料，在同等條件下降低艙口蓋制造企業(yè)的生產(chǎn)成本。在艙口蓋的制作材料上，應(yīng)該在追求高質(zhì)量的基礎(chǔ)上降低企業(yè)的制造成本，從而提升艙口蓋企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。1.優(yōu)化設(shè)計步驟折疊艙口蓋的優(yōu)化主要需要運(yùn)用有限元模型進(jìn)行計算，保證結(jié)果的科學(xué)性。借助計算的結(jié)果，對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整來提升折疊式艙口蓋的輕度。其具體步驟包括：首先，要用有限元模型計算出艙口蓋負(fù)荷應(yīng)力分布狀況，以及不同應(yīng)力情況下艙口蓋產(chǎn)生的形態(tài)變化。這一目的是為了發(fā)現(xiàn)問題，找出艙口蓋應(yīng)力存在缺陷的部位。然后，要根據(jù)計算的結(jié)果分析為什么當(dāng)前采用的艙口蓋強(qiáng)度不高。參考原始的數(shù)據(jù)，對艙口蓋的構(gòu)造進(jìn)行改造，然后在對改造后的艙口蓋進(jìn)行核算。最后，在對艙口蓋優(yōu)化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)果判斷之后，通過對優(yōu)化結(jié)果的評估判斷優(yōu)化后的結(jié)果是否滿足設(shè)計的目標(biāo)。二、優(yōu)化設(shè)計保障工作1.提升操作人員素質(zhì)對折疊式艙口蓋進(jìn)行優(yōu)化之后要想要延長艙口蓋的使用壽命，還需要操作人員合理操作。作業(yè)現(xiàn)場的安全管理不僅對折疊艙口蓋的使用至關(guān)重要，也關(guān)系到人員和貨物的安全。因此，要加強(qiáng)有關(guān)人員對安全操作的意識。盡管折疊式艙口蓋的操作和使用比較容易，但是艙口蓋的機(jī)構(gòu)中大量使用金屬，造成艙口蓋的重量較重，容易出現(xiàn)安全事故。同時，在艙口蓋鉸鏈的使用中，正確的使用方式可以延長艙口蓋的使用壽命，減少企業(yè)的運(yùn)營成本。因此，對于折疊式艙口蓋的使用人員，企業(yè)要加強(qiáng)教育培訓(xùn)。艙口蓋的操作人員可能因?yàn)槿狈Π踩庾R和規(guī)范操作的意識錯誤使用帶來安全隱患，定期對操作人員進(jìn)行培訓(xùn)教育規(guī)范其日常操作有利于將艙口蓋的優(yōu)化設(shè)計發(fā)揮到最大程度。同時，也要加強(qiáng)對艙口蓋的定期維護(hù)，延長艙口蓋的使用壽命，這樣坐在艙口蓋出現(xiàn)問題時也能夠及時發(fā)現(xiàn)，做到對安全事故的防范。2、 加強(qiáng)原材料質(zhì)量控制除了對艙口蓋設(shè)計上的優(yōu)化，在艙口蓋使用的原材料上也要加強(qiáng)控制。特別是艙口蓋中使用的鋼板，在應(yīng)用前要對其質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)，在經(jīng)過強(qiáng)度測試后再實(shí)際應(yīng)用。實(shí)踐中一些艙口蓋生產(chǎn)廠家為了節(jié)約成本，使用不符合規(guī)定的鋼板制作艙口蓋，這樣的做法不僅不符合操作規(guī)定也容易引發(fā)安全事故。除了對艙口蓋的鋼板質(zhì)量進(jìn)行控制之外，為了防止艙口蓋的腐蝕，還可以通過在艙口蓋上涂上涂層的方式來進(jìn)行防腐。3、 優(yōu)化艙口蓋的生產(chǎn)工藝艙口蓋的生產(chǎn)工藝也會影響艙口蓋的強(qiáng)度和使用壽命。在對艙口蓋的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行計算以后，在制作過程中要嚴(yán)格按照要求。傳統(tǒng)的折疊式艙口蓋的生產(chǎn)工藝比較原始，對于創(chuàng)新技術(shù)的使用較少。為了配合折疊式艙口蓋的全新設(shè)計，艙口蓋生產(chǎn)商也應(yīng)該在生產(chǎn)線上投入最新的設(shè)備。通過提升艙口蓋在制作過程中的精細(xì)程度，提升對艙口蓋性能的檢測技術(shù)。應(yīng)用更為先進(jìn)的制作工藝，也可以讓艙口蓋在使用過程中更符合航運(yùn)需求。結(jié)語：折疊式艙口蓋是大型船舶中最常見的艙口結(jié)構(gòu)，經(jīng)過一輪漫長的航運(yùn)發(fā)展，傳統(tǒng)的折疊式艙口蓋的設(shè)計很大程度上已經(jīng)無法滿足航運(yùn)需求。因此對折疊式艙口蓋進(jìn)行優(yōu)化，提升其強(qiáng)度和使用壽命是當(dāng)下重要的課題。對于折疊式艙口蓋的優(yōu)化要遵循安全性原則和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度原則，在保證艙口蓋安全使用的前提下將艙口蓋的強(qiáng)度最大化，從而解決折疊式艙口蓋容易被腐蝕，使用壽命的問題；最后還要遵循經(jīng)濟(jì)原則，在優(yōu)化艙口蓋的同時，要考慮生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。除了結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化設(shè)計，要提升折疊式艙口蓋的質(zhì)量還需要有關(guān)人員提升安全素質(zhì)，加強(qiáng)原材料的質(zhì)量控制以及提升艙口蓋的生產(chǎn)工藝。通過各環(huán)節(jié)的共同努力，提升折疊式艙口蓋的使用效率。參考文獻(xiàn):1.祁鵬.大型船舶折疊式艙口蓋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[J].南方農(nóng)機(jī)，2021,52(07):10