大型船舶折叠式舱口盖结构优化

大型船舶折叠式舱口盖结构优化

凡文

扬州中远海运重工有限公司 江苏省扬州市 225211

摘要：我国大多数大型船舶都采用了折叠式舱口盖，传统的折叠式舱口盖在实际应用中存在诸多缺陷，需要进行结构优化。传统的折叠式舱口盖结构强度相对较弱，容易受到腐蚀因素的影响。随着对大型船舶风雨载荷的要求越来越高，传统的折叠式舱口盖亟须进行结构上的提升。本文从大型船舶运载的实际需求和目前折叠式舱口盖的不足触发，通过应用有限元优化模型，旨在对折叠式舱口盖的结构进行优化，提升舱口盖的强度并有效提升舱口盖抗腐蚀性。

关键词：大型船舶；折叠式舱口盖；优化设计

引言：折叠式舱口盖以其简单易操作的结构，在我国船舶生产中被广泛应用。特别是在大型船舶中，折叠式舱口盖因其横接缝不需要外接压紧器因此不易损坏，所以在实践非常实用。折叠式舱口盖的构造主要是由几块床盖板组织构成的，在日常使用中机械舱口的开闭可以通过这些床盖板的反转折叠来实现。其工作原理非常简单，通过铰链带动床盖板进行移动即可操作。随着我国船舶行业的不断发展，对于大型船舶的负载量要求越来越高，运输货物的质量导致传统的舱口盖在实际中出现诸多不适用而难以满足船舶日常工作的需求。因此，对大型船舶折叠式舱口盖的结构进行优化对于提升大型船舶的运输水平和运输质量至关重要。

一、优化设计理论依据

1. 优化设计原则

折叠式舱口主要被应用于散货船的舱口设计，这样的设计可以对船舶运输的货物起到一定的密封效果，防止在船舶运输过程中货物受到海水的浸泡。在折叠舱口的构成上，其构成零部件主要包括铰链、滚轮等用于控制舱口门位置移动的元件，因为舱口盖得重量比较大，船舶中空气湿度也较大，对于这些金属元件的消耗较大，因此折叠舱口门使用的元器件对质量的要求较高。在实践中，折叠式舱口盖最主要的问题就是使用寿命较短，在航海条件下难以满足风雨负载，经过一段时间的使用就容易出现腐蚀现象。这些问题的出现会影响货物的正常运载，长此以往也会影响运输效率，因此优化折叠舱口盖的结构是必须要关注的问题。在对折叠式舱口盖进行优化时要遵循以下原则：

1. 1. 安全性原则

在对折叠式舱口盖进行优化时首先要保证其使用的安全性。船舶运输过程中需要搬运大宗的货物，稍有不慎就容易发生安全事故。折叠式舱口盖作为机械藏的入口，更应该注重安全问题。在折叠式舱口盖的操作上，不能采用过于复杂的操作方式，这样可以降低安全事故发生的可能性。除此之外，在折叠式舱口盖的构造上，其要满足船舶航行中可能遇到的各种外部环境，能够适应在不同环境中的使用。最后，折叠舱口盖最重要的目的就是保护货物，因此其密封性一定要满足相关的需求。对折叠式舱口盖进行优化，安全原则是其首要原则。

1. 2. 结构强度原则

传统的折叠式舱口盖的缺陷主要集中在强度方面，因为强度不够所以造成了风雨荷载和抗腐蚀性的不足。在优化折叠式舱口盖的过程中，其结构的设计要经过相关的设计检验和论证。对于大型船舶来说，为了其实际操作的方便，折叠式舱口盖的结构及要满足重量轻操易于操作，在构成上也要考虑其材料的抗腐蚀性。因此，提升折叠式舱口盖的强度是对其进行优化的主要目的。

1. 3. 经济原则

对于舱口盖的质量优化不能牺牲企业的经济效益，因此在对舱口盖进行优化时，也要考虑舱口盖生产企业的效益。在对舱口盖的承载能力进行计算时，也要将成本的因素纳入考虑范围。对于舱口盖的生产企业来说，不仅要生产出高质量的产品，其经济效益也非常重要，只有保证其经济效益，才能确保其持续经营。通过计算对舱口盖的承载力进行优化，可以减少舱口盖的使用材料，在同等条件下降低舱口盖制造企业的生产成本。在舱口盖的制作材料上，应该在追求高质量的基础上降低企业的制造成本，从而提升舱口盖企业的经济效益。

2. 优化设计步骤

折叠舱口盖的优化主要需要运用有限元模型进行计算，保证结果的科学性。借助计算的结果，对相关参数进行调整来提升折叠式舱口盖的轻度。其具体步骤包括：首先，要用有限元模型计算出舱口盖负荷应力分布状况，以及不同应力情况下舱口盖产生的形态变化。这一目的是为了发现问题，找出舱口盖应力存在缺陷的部位。然后，要根据计算的结果分析为什么当前采用的舱口盖强度不高。参考原始的数据，对舱口盖的构造进行改造，然后在对改造后的舱口盖进行核算。最后，在对舱口盖优化后的数据进行结果判断之后，通过对优化结果的评估判断优化后的结果是否满足设计的目标。

二、优化设计保障工作

1. 提升操作人员素质

对折叠式舱口盖进行优化之后要想要延长舱口盖的使用寿命，还需要操作人员合理操作。作业现场的安全管理不仅对折叠舱口盖的使用至关重要，也关系到人员和货物的安全。因此，要加强有关人员对安全操作的意识。尽管折叠式舱口盖的操作和使用比较容易，但是舱口盖的机构中大量使用金属，造成舱口盖的重量较重，容易出现安全事故。同时，在舱口盖铰链的使用中，正确的使用方式可以延长舱口盖的使用寿命，减少企业的运营成本。因此，对于折叠式舱口盖的使用人员，企业要加强教育培训。舱口盖的操作人员可能因为缺乏安全意识和规范操作的意识错误使用带来安全隐患，定期对操作人员进行培训教育规范其日常操作有利于将舱口盖的优化设计发挥到最大程度。同时，也要加强对舱口盖的定期维护，延长舱口盖的使用寿命，这样坐在舱口盖出现问题时也能够及时发现，做到对安全事故的防范。

2、加强原材料质量控制

除了对舱口盖设计上的优化，在舱口盖使用的原材料上也要加强控制。特别是舱口盖中使用的钢板，在应用前要对其质量严格把关，在经过强度测试后再实际应用。实践中一些舱口盖生产厂家为了节约成本，使用不符合规定的钢板制作舱口盖，这样的做法不仅不符合操作规定也容易引发安全事故。除了对舱口盖的钢板质量进行控制之外，为了防止舱口盖的腐蚀，还可以通过在舱口盖上涂上涂层的方式来进行防腐。

3、优化舱口盖的生产工艺

舱口盖的生产工艺也会影响舱口盖的强度和使用寿命。在对舱口盖的各项参数进行计算以后，在制作过程中要严格按照要求。传统的折叠式舱口盖的生产工艺比较原始，对于创新技术的使用较少。为了配合折叠式舱口盖的全新设计，舱口盖生产商也应该在生产线上投入最新的设备。通过提升舱口盖在制作过程中的精细程度，提升对舱口盖性能的检测技术。应用更为先进的制作工艺，也可以让舱口盖在使用过程中更符合航运需求。

结语：

折叠式舱口盖是大型船舶中最常见的舱口结构，经过一轮漫长的航运发展，传统的折叠式舱口盖的设计很大程度上已经无法满足航运需求。因此对折叠式舱口盖进行优化，提升其强度和使用寿命是当下重要的课题。对于折叠式舱口盖的优化要遵循安全性原则和结构强度原则，在保证舱口盖安全使用的前提下将舱口盖的强度最大化，从而解决折叠式舱口盖容易被腐蚀，使用寿命的问题；最后还要遵循经济原则，在优化舱口盖的同时，要考虑生产企业的经济效益。除了结构上的优化设计，要提升折叠式舱口盖的质量还需要有关人员提升安全素质，加强原材料的质量控制以及提升舱口盖的生产工艺。通过各环节的共同努力，提升折叠式舱口盖的使用效率。

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