工信部船型开发项目-精品船舶共性设计技术研究（第一遍初稿） -

高 技 术 船 舶 科 研 项 目

立 项 建 议 书

项目名称：精品船舶共性设计技术研究 项目类别：船型开发科研项目

申报单位：大连理工大学（船舶制造国家工程研究中心） 大连船舶重工集团有限公司 研制周期：2009年9月-2012年12月 编制日期：2009年9月13日

工业和信息化部

目 录

1.研究目的及国内外技术发展现状 ............................................ 0

1.1 项目背景 ..................................................................................................................................................... 0 1.2 研究目的 ..................................................................................................................................................... 0 1.3 国内外发展现状 ......................................................................................................................................... 0 1.4 必要性分析 ................................................................................................................................................. 0

2.研究目标及主要研究内容 .................................................. 1

2.1 研究目标 ..................................................................................................................................................... 1 2.2 主要研究内容 ............................................................................................................................................. 1

3初步研究方案、关键技术及解决途径 ........................................ 0

3.1 初步研究方案 ............................................................................................................................................. 0 3.2 关键技术及解决途径 ................................................................................................................................. 3

4.主要技术指标、研究成果及应用方向 ........................................ 7

4.1 主要技术指标 ............................................................................................................................................. 7 4.2 研究成果及成果形式 ................................................................................................................................. 8

5.项目的知识产权可行性分析报告 ........................................... 10 6.技术基础、配套条件及措施分析 ........................................... 11

6.1 已有技术基础 ............................................................................................................................................ 11 6.2 软硬件条件 ............................................................................................................................................... 13 6.3 研究队伍 ................................................................................................................................................... 21 6.4 分工与协作 ............................................................................................................................................... 22

7.研究周期及初步的实施计划安排 ........................................... 23 8.总经费测算 ............................................................. 24

8.1 总经费及其构成 ....................................................................................................................................... 24 8.2 经费测算 ................................................................................................................................................... 24 8.3 研究内容经费分解 ................................................................................................................................... 25 8.4 承担单位经费分解 ................................................................................................................................... 27

9.风险及应用前最分析 ..................................................... 28 10 附件 .................................................................. 29

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1.研究目的及国内外技术发展现状 1.1 项目背景

说明开展项目研究的背景情况，包括需求情况、急需解决的主要问题、同类项目的研究状况等。 1.2 研究目的

总体阐述开展项目研究的目的、意义、对国内外相关技术领域的影响等。 1.3 国内外发展现状

1.3.1国外发展现状

分析国外相关技术领域的.慈体发展水平、发展趋势，列出国外相关技术的研究单位及现有水平，技术优势等。

1.3.2国内发展现状

分析国内相关技术领域的总体发展水平、发展趋势，列出国内相关技木的研究单位及现有水平、技术优势。 1.4 必要性分析

2.研究目标及主要研究内容 2.1 研究目标

基于我国在三大主流船型领域已有的技术能力，对比国际先进水平主流船型的参数和技术经济指标，针对最新生效、即将生效和正在制定的国际新公约、新规范、新标准等方面的要求，提出能够满足工程实践要求和指导精品船舶开发设计的相关方法、技术路线、技术指标和参数，形成指导性文件，以推动和支撑精品船型的开发设计。 2.2 主要研究内容

2.2.1 船舶全寿命周期内安全和环保技术指标研究

根据IMO GBS的要求，对船舶全寿命周期内的安全和环保技术指标展开研究，主要包括船舶结构总体强度、特殊局部结构强度、结构疲劳寿命、结构冗余度和考虑工艺过程产生有害残余应力的船体结构安全评估和优化设计方法等内容，具体如下：

（1）在海洋环境条件和作用于船体的环境外载荷分析的基础上，对船舶结构总体强度进行计算和分析，提出船舶结构总体强度技术指标。

（2）确定船体结构关键节点，参照总体强度计算和分析方法，对关键节点结构局部强度、局部屈曲强度计算的载荷条件和边界条件进行分析，提出船舶特殊局部结构强度技术指标。

（3）根据关键节点局部结构应力分布状态分析结果，采用热点应力进行疲劳分析，提出结构疲劳寿命技术指标。

（4）研究结构在多种损伤状态下的极限承载力，提出船体结构冗余度计算分析方法和技术指标。

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（5）在船舶制造的各个工艺环节，结构的各个部件在各种加工载荷的作用下，会产生复杂的弹性变形和塑性变形，会在部件中留下残余变形和应力，当这种残余应力达到一定数值时，往往会对结构的安全性能造成不利的影响，这也是导致船舶在使用过程中发生结构破坏事故的原因之一。因此，在对船体结构安全性计算分析中有必要引入工艺过程产生有害残余应力的影响，分析船体建造工艺环节中各种制造载荷产生的有害残余应力发生在船体及其构件中的力学行为，在考虑有害残余应力的基础上对船体结构安全性能评估方法和船体结构优化设计方法展开研究。 2.2.2 精品船舶耐波性指标研究和预报软件开发

根据风浪中船舶发生摇摆甚至倾覆的机理，考虑船舶自身参数，对斜浪中船舶在参数激励和强迫激励联合作用下的非线性运动展开研究，通过对其动力特性与倾覆机理的分析，给出波浪中船舶耦合运动问题的数学建模方法，揭示在不同航行参数和波浪参数情况下，船舶运动的规律和特征给出避免船舶在风浪中发生大幅横摇甚至倾覆的相关准则，并编制出可以预报不同类型船舶在不同风浪等级下的运动响应的程序。本子课题包括以下主要内容：

（1）船舶非线性摇荡运动建模方法研究:考虑横摇阻尼、回复力矩的非线性以及船舶运动的耦合效应，分析引发横摇回复力矩系数变化的原因，考虑操纵性和耐波性，建立船舶耦合运动方程。

（2）船舶横摇稳性变化研究:通过数值求解上述多自由度耦合运动方程和模型试验研究，分析船舶在斜浪中航行时，波浪形状、船波相对位臵、船舶航速和航向以及船舶耦合运动对船舶横摇回

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