毕业设计（论文）船舶气囊下水方式的研究.doc

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1、 船舶气囊下水方式的研究The water of the research ship air way摘 要纵观世界工业的发展趋势，从批量流水定性生产方式向适应多元素变形的柔性生产方式转变已成定局；再看我国船舶行业的发展，沿海和内河中小型船厂造船模式的改造已迫在眉睫。一种极为灵活的修造船企业模式正在悄悄地取代传统的修造船企业模式而引起造船生产组织的一场变革，而气囊下水正是这场变革中应运而生的高适应能力的“柔性下水技术”。 船舶企业发展的瓶颈之一就是企业的船舶上排下水能力。对中小型船舶企业而言,如何利用现有设备或投入少量资金对现有设备进行改造,改变下水工艺提高本企业的船舶下水能力,是各个中小型船舶

2、企业必须解决的问题。使用船舶用气囊上排、下水工艺可以较好的解决中小型船舶企业下水能力问题,本文就如何应用船舶用气囊高效安全下水,气囊下水技术，具有安全可靠、投资少、见效快、减轻工人劳动强度、不损害船体等优点随着船舶建造尺度、吨位的迅猛增长,船舶上排、下水的技术难度也越来越大。船舶下水(上排)方式的演变是船舶建造技术进步的标志之一。关键词： 中小船厂 安全 可靠 投资少目 录第一章 绪论11.1 引言11.2 船舶概述11.2.1以造船材料的发展划分11.2.2以推进装置的发展划分21.2.3现代船舶的发展特点21.2.4船舶分类3第二章 船舶下水方式62.1 重力式下水62.1.1 纵向涂油滑

3、道下水62.1.2 纵向钢珠滑道下水72.1.3 横向涂油滑道下水72.2 漂浮式下水72.3 机械化下水82.3.1 纵向船排滑道机械化下水82.3.2两支点纵向滑道机械化下水82.3.3楔形下水车纵向机械化下水92.3.4 变坡度横移区纵向滑道机械化下水92.3.5 高低轨横向滑道机械化下水102.3.6梳式滑道机械化下水102.3.7 升船机下水102.3.8 浮船坞下水112.4 气囊式下水11第三章 气囊式下水123.1 气囊式下水定义123.2 气囊式下水简介133.3气囊式下水过程133.4 气囊式下水后的各种实验143.5 船舶气囊下水过程结构应力变化的测试与分析143.5.1

4、 测试系统组成143.5.2 测点布置153.5.3 结果与讨论153.5.4 甲板应力测试结果153.5.5纵向倾角测试153.5.6结论163.6 气囊下水安全性评估方法研究173.7气囊下水工艺的发展历史与应用现状17结 论18致 谢19参 考 文 献20第一章 绪论1.1 引言船舶是一种运动的大型钢结构。船舶下水是在船舶建造工程大部分完工之后，将船从建造船台上移至水域的工艺建造过程，因此，船舶下水是船舶建造过程中最为重要的工序之一。船舶下水具有危险，如稍有疏忽，会造成重大的损失。长期以来，人们对船舶的下水作业十分重视，为此做了大量的研究工作，并创造了多种船舶下水的方法。如：滑道式下水、

5、轨道式下水、坞内下水等等。江苏省是一个造船大省，它的造船区域主要集中在长三角的长江沿岸。多为中小型造船企业。它们在船台建造的投资额占船厂建设投资比例相当高,尤其每个船台配备专用的船舶下水装置,其费用就会增加。使用气囊下水工艺,可以多船台共用一套下水设备,大大的节约了船厂基本投资,也缩短了船厂建设周期。这种可以移动的船舶下水设备,造就了专业的船舶下水公司,使船舶下水可以进行社会化合作,大大提高了经济效益。由于有了专业的船舶下水公司,在船舶气囊下水这一技术领域就会进行科学的计算,编制下水工艺,对船舶下水的安全性有极大的提高。1.2船舶概述船舶作为一种水上交通工具，发展至今大约有五千多年历史。从远古

6、的独木舟发展到现代各类船舶，其发展历程如下。1.2.1以造船材料的发展划分1、木船时代 19世纪以前，船舶几乎都是木材建造的。2、铁船时代 19世纪50年代开始进入铁船全盛时期，时间较短，仅二三十年时间。3、钢船时代 19世纪80年代开始至今，绝大部分船舶均采用钢材建造。20世纪40年代以前都采用铆接结构，以后部分船舶采用焊接结构，50年代以后基本上都采用焊接结构。1.2.2以推进装置的发展划分1、舟筏时代 独木舟起源于石器时代，后被木筏、竹筏、兽皮做成的皮筏所取代。进入青铜器时代以后，出现了木板船。舟筏时代所用的推进工具是木制的桨、橹或竹制的篙。2 、帆船时代 远在公元前四千年就出现了帆船，

7、15世纪到19世纪中叶为帆船的鼎盛时期，直到19世纪70年代以后逐渐被新兴的蒸汽机船所取代。3、蒸汽机船时代 蒸汽机船包括往复式蒸汽机船和回转式汽轮机船两种类型。1807年，世界上第一艘往复式蒸汽机船“克莱蒙特”号在美国建成并试航成功，从此船舶进入了机械动力代替自然力的新纪元。1894年至1896年世界上第一艘新型的回转式蒸汽轮机船 “透平尼亚”号在英国建成。由于往复式蒸汽机的效率较低，重量和尺度相对较大，20世纪50年代开始，往复式蒸汽机船逐渐被淘汰。4、柴油机船时代 20世纪初柴油机开始应用于船舶。1904年世界上第一艘柴油机船“万达尔”号在俄国建成。由于柴油机热效率高、经济可靠，因而得到

8、广泛应用。40年代末，柴油机船吨位就已超过蒸汽机船，目前世界船队中柴油机船占绝对优势。动力推进船舶的推进器经历了一个从明轮到螺旋桨的发展过程。最早往复式蒸气机驱动的是明轮，从1836年开始试验用螺旋桨作为船舶推进器，到1861年左右就不再大批建造明轮推进器的船舶了。目前，绝大多数的船舶均采用螺旋桨作为推进器。1.2.3现代船舶的发展特点近五十多年来，船舶发展的突出特点是：专业化、大型化、自动化。最早的专业化运输船舶，主要是运输散装石油的油船，其它海上货运船舶专业化，大体是从20世纪50年代才迅速发展起来的。首先是干散货船舶与杂货船的分离，出现了矿砂船、散货船（运载谷物、煤等）、散货与石油兼用船

9、。50年代末期，又出现了设有制冷设备的液化气体船，以及液体化学品船。将件杂货集装箱化运输，产生了集装箱船，滚装船、载驳船，还有专门运输汽车的汽车运输船。船舶大型化可以降低单位造价，有利于降低运输成本。20世纪50年代以后，商船向大型化发展非常迅速，特别表现在远洋船舶中的大型油轮及矿砂船和兼用船的出现。最大船型的惊人发展，是战后油船发展的最大特点，如：1950年最大油船的载重量DW=2.8万吨，到1980年的最大油轮为DW=56.3万吨，载重量增加了20多倍。不过从八十年代以后，巨型油轮的数量逐渐减少。近几十年来，船舶自动化的程度越来越高，不少的船舶实现了机舱管理全自动化，这是当代船舶发展又一大

10、进步。1.2.4船舶分类船舶分类方法很多，通常可按船舶用途、航区、推进动力的型式、推进器的型式、机舱位置、造船材料、航行状态以及上层建筑的结构型式等进行分类。其中，多数船舶是按船舶的用途分类来称呼的。（一）按船舶用途分类军用船用于从事作战或辅助作战的各种舰艇。民用船包括运输船、工程作业船、渔业船、工作船舶等。1）运输船 运输船又称商船，是指从事水上客货运输的船舶。大致可分为八个类型：（1）客船、客货船、渡船；（2）普通货船（即杂货船）；（3）集装箱船、滚装船、载驳船；（4）散粮船、运煤船、矿砂船；（5）油船、液化气体船、液体化学品船；（6）多用途散货船，包括矿砂/油两用船、矿砂/散货/油三用船

11、；（7）特种货船，指运木船、冷藏船、汽车运输船等；（8）驳船，有拖轮拖带和顶推船顶推两种运输方式。2）工程作业船 是指在港口、航道等水域从事各种工程作业的船舶。主要有挖泥船、打捞船、测量船、超重船、打桩船、钻探船等。3）渔业船 是指从事捕鱼和渔业加工的船舶。主要有拖网渔船、围网渔船、刺网渔船、延绳钓渔船、捕鲸船、捕海兽船、捕虾船和捕蟹船，以及渔业加工船、渔业调查船等。4）工作船舶 工作船舶又称为特殊用途船，是指为航行进行服务工作或其他专业工作的船舶，诸如破冰船、引航船、供应船、消防船、航标船、科学调查船、航道测量船等。（二）按航区分类远洋船舶 能在环球航线上航行的船舶，即通常所指的能航行于无限

12、航区的船舶。近海船舶 指航行于距岸不超过200海里海域（个别海区不超过120海里或50海里）的船舶，即航行于近海航区的船舶，可以来往于邻近国际间港口。3、沿海船舶 指航行于距岸不超过20海里海域（个别海区不超过10海里）的船舶，即沿海岸航行的船舶。4、内河船舶 在内陆江河中航行的船舶。（三）按推进动力的型式分类1、蒸汽机船 以往复式蒸汽机为主机的船舶。2、汽轮机船 以回转式蒸汽轮机为主机的船舶。3、柴油机船 以柴油机为主机的船舶。4、燃气轮机船 以燃气轮机为主机的船舶。5、电力推进船 由主机带动主发电机发电，再通过推进电动机驱动螺旋桨的船舶。6、核动力船 利用核燃料在反应堆中发生裂变反应放出的

13、巨大热能，产生蒸汽供汽轮机主机工作的船舶。（四）按推进器型式分类1、螺旋桨船 以螺旋桨为推进器的船舶，常见的有定距桨船和调距桨船两种。2、平旋推进器船 以平旋轮为推进器（又称为直翼推进器）的船舶。3、明轮船 以安装在船舶两舷或船尾的明轮为推进器的船舶。4、喷水推进船 利用船内水泵自船底吸水，将水流从喷管向后喷出所获得的反作用力作为推进动力的船舶。5、喷气推进船 将航空用的喷气式发动机装在船上以供推进用的船舶。第二章 船舶下水方式船舶下水是当船舶建造工程大部分完工之后，利用某种下水设备，将船舶从建造区移至水域区的工艺过程。由于船台(或造船坞)的施工条件要比舾装码头优越得多，所以应当想方设法尽量扩

14、大下水前的船舶完千量，以提高造船的综合生产能力，缩短造船的总周期。船舶下水意味着船舶的大部分工作都已经完成，所以当船舶下水的时候，都要举行庆祝仪式。 随着造船工艺的发展，预舾装工艺的应用达到相当高的程度。目前，在一般船厂中，下水前的船舶舾装完工量往往可达7080，甚至超过9095。为了船舶下水，船厂根据自身的条件和生产的要求，可选择各种不同的下水方式和厂水设施。按船舶下水原理可分为：重力式下水、漂浮式下水、机械化下水和气囊式下水四大类。2.1 重力式下水重力式下水又分纵向涂油滑道下水、纵向钢珠滑道下水和横向涂油滑道下水三种，这也是主要的重力式下水方式。2.1.1 纵向涂油滑道下水纵向涂油滑道下

15、水是船台和滑道一体的下水设施，其历史悠久，经久耐用。下水操作时先用一定厚度的油脂浇涂在滑道上以减少摩擦力，这种油脂以前多采用牛油，现在多使用不同比例的石蜡、硬脂酸和松香调制而成。然后将龙骨墩、边墩和支撑全部拆除，使船舶重量移到滑道和滑板上，再松开止滑装置，船舶便和支架、滑板等一起沿滑道滑入水中，同时依靠自身浮力漂浮在水面上，从而完成船舶下水。这种下水方式适用于不同下水重量和船型的船舶，具有设备简单、建造费用少和维护管理方便的优点；但也存在较大的缺点：下水工艺复杂；浇注的油脂受环境温度影响较大，会污染水域；船舶尾浮时会产生很大的首端压力，一些装有球鼻艏和艏声呐罩的船舶为此不得不加强球首或暂不装待

16、下水后再入坞安装；船舶在水中的冲程较大，一般要求水域宽度有待下水船舶总长的数倍长度，必要时还要在待下水船舶上设置锚装置或转向装置，利用拖锚或全浮后转向的方式来控制下水冲程。2.1.2 纵向钢珠滑道下水这种方式是用一定直径的钢珠代替油脂充当减摩装置，使原来的滑动摩擦变为滚动摩擦，降低滑板和滑道之间的摩擦阻力，钢珠可以重复使用，经济性较好。钢珠滑道下水装置主要由高强度钢珠、保距器和轨板组成。保距器每平方米装有12个钢珠。木质的滑板和滑道上各有一层钢制轨板以防被钢珠压坏，在滑道末端设有钢珠网袋以承接落下的钢珠和保距器。这种下水方式使用启动快，滑道坡度小，滑板和滑道的宽度也较小，钢珠可以回收复用，其下

17、水装置安装费用和使用费用都比油脂滑道低。而且不受气候影响，下水计算比较准确。但初始投资大、滑板比较笨重、振动大。2.1.3 横向涂油滑道下水这种方式是指船舶下水是按船宽方向滑移的，不是船尾首先进入水中而是船舶的一舷首先入水。这种方式由于同时使用的滑道多，易造成下水滑移速度不一样，造成下水事故，而且跌落式下水船舶横摇剧烈，船舶受力大，对船舶横向强度和稳性要求较高。2.2 漂浮式下水漂浮式下水是一种将水用水泵或自流方式注入建造船舶的大坑里依靠船舶自身的浮力将船浮起的下水方式。最常见的是造船坞下水。漂浮式下水使用的船坞分两种，即造船坞和修船坞，造船坞比较宽浅而修船坞比较深。造船坞下水是一种简便易行的

18、下水方式，其安全性、工艺简单性比较好。尽管造船坞造船方式初始投资较大，但是仍是建造VLCC的唯一手段。造船坞是用来建造船舶和船舶下水的水工建筑物，有单门的，双门的和母子坞等多种形式，基本结构是由坞底板、坞墙、坞门和泵房等组成。坞门本身具有压载水舱和进排水系统，安装到位后将水压入坞门水舱内，坞门会下沉就位，就在坞外海水的压力下紧紧压在坞门口，再将坞内的水抽干就可以在坞内造船了。船舶建造完成后，通过进排水系统将坞外水域的水引入坞内，船舶依靠浮力起浮，待坞内水面和坞外一致时就可以排出坞门内的压载水起浮坞门并脱开坞门，然后将船舶用拖船拖出船坞，坞门复位进入下一轮造船。2.3 机械化下水2.3.1 纵向

19、船排滑道机械化下水船舶在带有滚轮的整体船排或分节船排上建造，下水时用绞车牵引船排沿着倾斜船台上的轨道将船舶送入水中，使船舶全浮的一种下水方式。分节式船排每节长度是 3-4米，宽度是骨干产品船宽的80，高度在0.4米到0.8米间。由于位于船艏的那节船排要承受较大的首端压力，因此要特别加强其结构，因此 分为首节船排和普通船排两种。由于船排顶面与滑道平行，而且高度只有0.4-0.8米，所以其滑道水下部分较短，滑道末端水深较小，采用挠性连接的分节船排时由于船排可以在船舶起浮后在滑道末端靠拢，则可以进一步降低滑道水下部分长度和降低末端水深。这种滑道技术要求较低，水工施工较简单，投资也较小，而且下水操作平

20、稳安全，主要适用于小型船厂。但由于船排高度小，船底作业很不方便，一次仅适用小型船舶的下水作业。 为提高船排滑道的利用率，可以设置横移坑和多船位水平船台和纵向倾斜滑道组合，可以大大提高纵向船台的利用率。2.3.2两支点纵向滑道机械化下水这种下水使用两辆分开的下水车支撑下水船舶，它可以直接讲船舶从水平船台拖曳到倾斜滑道上从而使船舶下水。这种滑道是用一段圆弧将水平船台和倾斜滑道连接起来，以便移船时可以平滑过渡。具有结构简单、施工方便、操作容易的优点，缺点是由于只有两辆下水车支撑船舶首尾，对船舶纵向强度要求很高，在尾浮时会产生很大的首端压力，因此只适用纵向强度很大的船舶。2.3.3楔形下水车纵向机械化

21、下水这种滑道上的下水车架面是水平的或稍有坡度，船舶下水时是平浮起来的，不会产生首端压力，下水工艺简单可靠，适用于较大的船舶下水。把它用横移坑和多船位水平船台连接起来可以提高滑道使用效率，是一种比较理想的纵向机械化下水设施。缺点是下水车尾端过高，要求滑道末端水深较大，因而导致水工施工量大，投资大，且滑道末端易被淤泥覆盖，选用时要充分考虑水文条件。2.3.4 变坡度横移区纵向滑道机械化下水这种下水方式的横移区由水平段和变坡段两部分组成。侧翼布置有多船位水平船台的横移区，因移船的需要使横移车轨道呈水平状态，故称水平段；变坡度的横移区其轨道只有一组仍为水平，其它各组均带有坡度，这些轨道的坡度能使横移车

22、在横移过程中逐步改变其纵向坡度，最后获得与纵向滑道相同的坡度，故称为变坡段。同时，为使横移车在变坡段仍保持横向水平，带坡度轨道均采用高低两层轨道的方式。 由于横移区具有变坡功能，所以采用纵向倾斜滑道下水。同时，可以在下水滑道纵向轴线处建造一座纵向倾斜船台。通过横移车在水平段实现与水平船台的衔接；在变坡段末端实现与纵向倾斜船台、下水滑道的衔接，使一种下水设施可以供两种船台使用。而且这种滑道是用船台小车兼做下水滑车的，故滑道末端水深较小，滑道建设投资小。 但是，这种下水方式和所有采用纵向下水工艺滑道一样存在船舶尾浮时较大的首端压力。 一般这种方式多用于国内码头岸线紧张而腹地广大的渔船修造厂和中小型

23、船厂，修造船可以在内场水平船台进行，只设一条下水滑道，减少滑道水下部分的养护工作量。 这种下水方式在使用时可以人工控制载有待下水船舶的船台小车的速度，必要时可以停止下水。也可以用于船舶的上排修理。2.3.5 高低轨横向滑道机械化下水这种滑道由滑道斜坡部分和横移区两部分组成。这种方式具有布置简单、架面较低、斜坡部分受力时不致出现深陷得凹槽等优点，同时可以在横移区侧翼布置多船位水平船台，机械化程度较高和操作简单可靠，对水域的宽度和深度得要求都比纵向下水小的多，下水最大重量5000吨。但这种方式水工建筑复杂，铺轨精度高，造价高。2.3.6梳式滑道机械化下水由斜坡滑道和水平横移区组成，而且和横移区侧翼

24、的多船位水平船台连接，船台小车和下水车式分别单独使用。在斜坡滑道部分铺设若干组轨道，每组轨道上有一辆单层楔形下水车，每辆下水车有单独的电动绞车控制。斜坡滑道部分和横移区的轨道交错排列，位于轨道错开地区处于同一水平处的连线称为O轴线，水平轨道和斜坡滑道互相伸过O轴线一定长度，形成高低交错的梳齿，所以称为梳式滑道，其作用是将水平船台上的待下水船舶转载到楔形下水车上。 具体操作时，将船舶置于船台小车上，开动船台小车做纵向运动，待船舶移到横移区的纵向轨道和横向轨道交错处时启动小车下部的液压提升装置提升船台小车的走轮，将车架旋转90度后落下走轮到横移轨道上，开动船台小车将船舶运动到O轴线处，再次启动船台

25、小车上的提升装置将船舶略为升高，此时用电动小车将楔形下水车托住船舶，降下船台小车的提升装置并移开船台小车，船舶即座落在下水车上，最后开动下水车上的电动绞车将船舶送入水中完成下水作业。 船台小车和下水车各自有单独的电动绞车，免去穿换钢丝的麻烦，提高了作业的安全性和作业效率；下水车的轮压较低，对斜坡滑道的施工精度要求较低；各个区域的建设独立性较强，可以分期施工。但由于自备牵引设备，船台小车结构复杂，维修繁琐；船台小车走轮转向和O轴线处换车作业麻烦，使用船厂不多。2.3.7 升船机下水升船机就是在岸壁处建造的一个承载船舶的大型平台，利用卷扬机做垂直升降的下水设施。根据平台和移船轨道的相对位置分为纵向

26、和横向两种类型。船舶下水时首先驱动卷扬机将升船机平台与移船轨道对准并用定位设备固定之，船舶在移船小车的承载下移到平台上就位，带好各种缆索，解除定位设备，卷扬机将升船机平台连同下水船舶降入水中，船舶会在自身浮力作用下自行起浮。2.3.8 浮船坞下水利用浮船坞做下水作业。 浮坞下水设施具有能与多船位水平船台对接的能力，造价较低，建造周期亦短，下水作业平稳安全，但作业复杂，多数时候要配备深水沉坞坑。根据船舶入坞的方式分为纵移式和横移式。纵移式的浮坞中心线和水平船台移船轨道平行，可以采用双墙式浮坞，船舶入坞按船长方向移动。上海江南和广州黄埔使用此类浮坞。横移式浮坞多使用单墙式浮坞，也可以使用双墙式浮坞

27、，但这种浮坞的一侧坞墙可以拆除，使用时将浮坞横靠在水平船台之岸壁，用行车拆去靠岸一侧坞墙，将船舶拖入浮坞，再将活动坞墙装复做下水作业。2.4 气囊式下水气囊下水方式，它依靠船底下多个气囊的滚动使船移动、下水或上坡。宽大的接触面积使船底承受的压力很均匀。但是由于气囊受力不能够很大，所以气囊下水就限制了船舶的重量。气囊下水技术，具有安全可靠、投资少、见效快、减轻工人劳动强度、不损害船体、适应能力强等优点。图2-1为气囊下水示意图：图2-1 气囊下水示意图第三章 气囊式下水3.1 气囊式下水定义气囊下水是指以起重气囊和滚动气囊为主要工具，将船舶承托在气囊上，从修、造场地移入水域的下水方法。利用气囊的

28、低充气压力、大承载面积以及大变形式后仍容易滚动的特点，先用起重气囊将船舶从墩木上抬起，搁置于滚动气囊上，然后通过钢缆牵引和气囊的滚动，使船舶缓慢的滑入水中。目前，我国中小型船舶生产企业普遍采用气囊下水方式，虽然它具有经济便利等优点，但是与传统的滑道式下水、轨道式下水、坞内下水等下水方式相比，气囊下水方式还存在缺乏理论支撑，实际操作中不规范等问题。重物起重移运、船舶上下水用气囊（图3-1气囊式下水实况），是一种具有我国自主知识产权的创新产品，目前已广泛应用在船舶上下水、沉箱起重移图3-1气囊式下水实况水下安装工程的助浮等领域。船用气囊的应用受场地限制少，无需大型的机械设备，因此能够缩短工程周期、

29、节省大量资金。经过二十多年的发展实践，证明这种产品具有安全高效、绿色环保、机动灵活等特点。 船用气囊的生产和应用主要参照两个行业标准来执行：CB/T3795船舶上排、下水用气囊、CB/T3837船舶用气囊上排、下水工艺要求。 国防科工委制定的船舶生产企业生产条件基本要求及评价方法中，首次将气囊下水作为一种认可的下水方式列入其中，并规定二级类企业允许采用气囊下水方式，同时对采用气囊下水的设施设备也提出了相应的要求。 气囊下水的现状是理论体系的建立远远落后于实践的发展，因此存在一些关于气囊下水安全性的争议。3.2 气囊式下水简介气囊下水是我国首创的船舶上、下水新工艺。它依靠船底下多个气囊的滚动使船

30、移动、下水或上坡。宽大的接触面积使船底承受的压力很均匀。气囊下水技术，具有安全可靠、投资少、见效快、减轻工人劳动强度、不损害船体等优点。使用气囊下水工艺,可以多船台共用一套下水设备,大大的节约了船厂基本投资,也缩短了船厂建设周期。这种可以移动的船舶下水设备,造就了专业的船舶下水公司,使船舶下水可以进行社会化合作,大大提高了经济效益。3.3气囊式下水过程采用气囊下水方式，首先清空船底和两侧的杂物，将船舶后方的空地整平带有一定坡度的斜坡以保证船舶靠自身重力下水时无阻碍，并用卷扬机牵引索具将船舶固定以防止其囊充气过程中船舶移动。若船舶在船台上则清空场地即可。若船舶距离岸线太远靠自身重力无法移动，则需

31、要后方用卷扬机靠机械动力使船舶后移。然后将气囊拖至船舶下方并排列至水岸。气囊间距离有船舶长度和重量而定。最后用空气压缩机向气囊注入高压空气。待船舶底板上升至胎架上方一定高度时检查气囊压力是否安全、有无漏气等现象。没有则放绳索让船舶慢慢向水中移动。在此过程中要不断检查气囊的压力是否在安全范围内。当船尾入水并产生艉浮力是卷扬机停止工作。打开滑扣，船舶靠自身重力滑入水中。入水距离达到船长2-3倍时拖轮靠近并用缆绳将船舶拖至舾装码头。3.4 气囊式下水后的各种实验船舶下水后的实验对于船舶的交船周期很重要。在船舶整体焊接完成时就可以做一些试验：气密试验、冲水试验、煤油试验等。船舶下水后可以做水密试验，打

32、开舱门进入货舱中查看是否漏水。这样比船舶建造时作水密试验要节省时间和成本。然后就是系泊试验和航行试验。系泊试验：主机码头试车、发电机组试验、空压系统试验、起锚设备试验、操舵设备的检查与试验、辅助锅炉的检查、船舶救生设备试验、消防系统的检验、起货设备的试验倾斜试验、其他试验。航行试验：试航前的准备：加油、水、电等物资、主机试航试验、测速试验、操舵试验、抛锚试验、回转试验及惯性试验：集中常用导航设备的实验：磁罗经、陀螺罗经、测向仪、计程仪、测深仪等。3.5 船舶气囊下水过程结构应力变化的测试与分析3.5.1 测试系统组成 （1)桥 盒 YE29003由于 传输线 路较 长 ，在 10n30m之间，

33、配接专用电桥盒 YE29003以提高测 量精度采用 l4桥测量，配置补偿片，桥盒内电阻为 120Q精密电阻 （2)多路模拟量转换卡PCLD788由l6路输入和 l 路输出构成，最大切换时间6 通道的切换由多数字 量输出PCLD734控制（3)动态应变仪 YE3817它是一种数显式直流拱桥 高性能多通道信号放大器，可测量毫伏级交、直流电 压测量时，拱桥电压 DC6V，放大倍数 2K，衰减频 率 lkHz，标定 1000 时显示电压 6V正式开始之前 按平衡按钮，让所有通道平衡，观察各通道显示值，如果显示值偏大，检查线路连接及应变片粘贴是否牢 固当船舶下水时，切断该船舶与外部的电源连接，此 时采用

34、UPS供电，须再做一次平衡 （4)模拟信号调理板 PCLD8115在该板上直接制 作低通滤波器或分压电路 （5)高精度模数采集卡PCL816该卡具有 l6路分 辨率，采样速率可达 100KS同时该板卡也具备 l6路 数字量输入腧出3.5.2 测点布置 船底应力的测试点位于中部肋位外底板内侧，甲板处应力的测试点位于 中部肋位上甲板处，顺船长方向布置3.5.3 结果与讨论设置同步信号，以船舶下水的实际时间统一所有测试的结果3.5.4 甲板应力测试结果 在下水前，上甲板测点应力值恒定，船舶置于气囊上呈微中垂状态；在气囊充气阶段，测 点处应力由压缩转变为拉伸并迅速增大 此时船舶处于中拱状态，且向水域移

35、动；在船艉下水时，船舶由中拱迅速转化为中垂状态，此时，由于浮力大多集中在船艉，浮力矩较大，使测点处的最大压缩应力变大；自船艉入水阶段后期，船舶逐渐起浮，由于船 艉浮力向船艏分散使船舶中垂状态减弱；一段时间后船舶全浮，船舶在自重和浮力的作用下处于中垂状态，测点应力值约为减小目未变，气囊尚未入水；在船舶下水时间，部分气囊滚入水中，船底支撑气囊数量的随船体的下滑而减少，船中肋位的船底应力由拉伸应力转变为压缩应力并呈现出有规律地增大，到后期仅有少数气囊支撑，此时应力达到最大值；在下水时，测点处附近在较短的时间内由压缩应力转变为拉伸应力，表明测点处已无气囊支撑，船中肋位横截 面已移出船台，船体仅受自身重

36、量，浮力及首部少数气囊支撑而平衡；，起初由于船艉入水后浮力较为集中，船体梁在艉部集中的浮力、自重及艏部气囊反力的作用下平衡，测点处拉伸应力较大，随后，约在下水时刻为时，船体起浮，船底艉部集中的浮力逐渐沿船长方向分散 ，测点处拉伸应力也减少；在后船舶完全入水，船体处于自由中垂状态。从船底测点处应力变化可知，其最大值已超过许用应力，必须采取加强措施，或对下水方案进行进一步改进3.5.5纵向倾角测试 为了进一步研究船舶在下水过程中的纵向角度变化，以便对船舶是否发生艉落作出判断，采用倾角仪在开始阶段，船体搁置在气囊上加速向水域移动，在重力的作用下自由变形，测点处以拉伸应力为 主，应力的大小随气囊滚过该

37、测点的位置有规律绕一 水平轴变化，船底支撑气囊数对纵向角度进行测量，倾角仪安装于船中肋位内底板纵中剖面处，：滑行开始阶段，下水船舶纵向角度变化不大，约为气囊初始高度及船台倾角；当船舶已滑行一半船长时，船舶纵向角度。突然增加；后浮力矩的增加使船舶纵向倾角变回到原来数值。，随后在船长方向上船体自身重量、浮力及波浪等因素的作用下纵摇并自由平衡。（3-2为气囊下水船体受力图）图3-2气囊下水船体受力图3.5.6结论通过对该船 船中肋位上甲板和船底应力的测试分析及下水船舶纵向角度的测量，可以得到如下结论： 1)该船在下水过程中发生艉落现象，而之前预测的 “艉下垂”现象并不明显；发生艉落时，局部结构可能因

38、船台末端少数气囊的支撑发生了永久性变形；2)在船舶气囊下水过程中，船舶结构应力的变化主要取决于船舶下水重量、重心的纵向位置、潮位的高低、船台及气囊下水的工艺等因素当下水潮位一定时，下水船舶的重心纵向位置过前会造成艉浮时艏部气囊反力值过大，而纵向位置过后又会造成滑行过程中船台末端反力值过大，甚至出现弯折另一方面，当其他因素一定时，船台的坡度和水下延伸长度也会影响气囊下水过程中船体的应力变化，延长船台在水中的长度，增加艉浮前支撑船体的气囊总数，使船底集中应力分散，有利于改善船体结构性能：至于这些因数的改变对船体结构性能的改善程度有待进一步计算论证。3.6 气囊下水安全性评估方法研究气囊下水是船舶下

39、水的一种创新方式,但是气囊下水过程中船体强度和气囊的安全性还没有定量的计算方法.近年采用气囊下水的船舶重量不断增大,下水安全性问题日益突出.本文考虑气囊刚度的非线性、下水过程中船体的力平衡条件等,提出了一种基于全船结构有限元分析的船体结构和气囊安全性评估方法.研究的内容和结果是紧密结合工程实际的.(1)考虑气囊压缩变形的非线性,研究了一种预报气囊刚度的有效方法;(2)基于弹性下水理论,研究了一种考虑弹性基座刚度非线性变化的船体梁运动和受力的计算方法;(3)提出了直接采用全船结构有限元分析计算船体结构应力和气囊受力的方法;(4)对某型实船进行了气囊下水的安全性分析,并与文献的结果进行比较,验证了

40、气囊下水工艺的优越性和本文建议方法的准确性。3.7气囊下水工艺的发展历史与应用现状 安全气囊系统称为SRS，相对于安全带，安全气囊只是一个辅助保护设备。安全气囊是用带橡胶衬里的特种织物尼龙制成，工作时用无害的氦气填充。此系统由一个传感器激活，该传感器用于监视碰撞中汽车速度减小的程度。在碰撞发生的早期，安全气囊开始充气，安全充气大约需要0.03秒。安全气囊可以非常快的速度充气十分重要，这能确保当乘客的身体被安全带束缚不动而头部仍然向前行进时，安全气囊能及时到位。在头部碰到安全气囊时，安全气囊通过气囊表面的气孔开始排气。气体的排出有一定的速率，确保让人的身体部位缓慢地减速。由于安全气囊弹开充气的速

41、度可高达320公里/小时，碰撞时如果人的乘坐姿势不正确，将给人带来严重的伤害。 如果前排装备了安全气囊，不要让6岁或140CM以下的儿童坐在前座，更不要将婴儿座椅安置在前乘客座。 安全最为重要 现场爆破的安全气囊是VOLVOS80的双段式前安全气囊，分为两段激活式，能够根据碰撞强度设定气囊的充气压力，更加人性化地保护驾驶者的人身安全。严重碰撞时，气囊迅速充气，压力最大；非严重碰撞时，气囊先充70%的气体，经过0.1秒的间隔后再充30%的气体，从而来减小充气压力，让人的头部与气囊更柔和地接触。VOLVOS80轿车配备有22个安全气囊，有前部先进的双段式安全气囊，安装在前乘客座上的保护乘客胸部的S

42、IPS防侧撞气囊，还有保护侧面乘客头部的IC气帘等。 瑞典VOLVO轿车以安全高质闻名于世，1959年VOLVO的工程师发明了三点式安全带，至今已拯救了数百万人的生命。 在正面撞车时，安全带是最重要的安全设施，但实际上在严重碰撞中它也只能避免头部受重伤。因为尽管有安全带，但在发生严重碰撞时人的上身还是会由于巨大的惯性而往前冲。所以安全带只有与气囊配合起来，才能使乘客在重大事故中得到最好的保护。结 论 长江沿岸土质松软适合挖船坞。但是，船坞的投资太高，所以在中小型的船厂建造过程中对于船台的投资不会很高。而且，长江沿岸地势平缓不像浙江沿岸有山。那么机械下水方式就不适合在省内普遍使用。在重力下水方式

43、中由于江面航行的船舶较多，横向下水就很成了长江沿岸大型船厂的选择。中小型的船厂在资金有限的情况下会选择一种安全可靠、投资少、见效快、减轻工人劳动强度、不损害船体、适应能力强的下水方式来减少成本。气囊下水无疑成了大多数船厂的选择。随着经济的飞速发展，气囊的承载能力会越来越大。它的发展也在不断进行中。现在气囊下水的能力已然达到了上万吨。在不久的将来气囊下水方式会在船舶下水领域占有一席不可动摇是地位。致 谢感谢我的指导老师对我的指导及帮助。在她的关怀和悉心指导下我完成了这篇论文。我被她严肃的教学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风深深地感染。她在我的学习生活中始终给予我细心的指导和不懈的支持。三

44、年的时间里她教会了我很多东西，不光是专业的知识，以后生活中如何与人交往的经验都给了我。再次我想我敬爱的老师致以最诚挚的谢意和崇高的敬意。其次，我还要感谢我的同学朋友，感谢我的领导、同事，在三年艰苦的工作与学习中，他们陪我走过了风风雨雨。有鼓励、有竞争、有扶持、有携手共进。正是在他们的陪同下我才更有信心的去钻研专业知识、学习与工作技巧。更有勇气去勇敢面对人生，我会倍加努力，报效社会，为江苏科技大学增光，为我们的企业“新扬子”再创辉煌。参 考 文 献1 陈铁云.陈伯真. 船舶结构力学.北京；国防工业出版社.19842 盛振邦.杨国荣.陈雪深.船舶静力学（修订版）；国防工业出版社.19843 盛振邦.刘应中.船舶原理.上海；上海交大出版社.20034 船舶生产企业生产条件基本要求及评价方法 （CB/T3000-2007）5 CB/T3837-1998 船舶用气囊上排、下水工艺要求6 高岚虹.叶家玮.船舶纵向重力式下水的预测模型.船舶.2000年02期7 马俊.邢金有等.船舶下水底部局部强度分析.造船技术.1998年05期8 卢镇光.束长庚.船舶纵向下水试验及支座反力的计算.中国造船.1996年01期9 浙江省船舶气囊下水课题组.散货船气囊下水计算.浙江船舶工业.2008年第5期10 浙江省船舶气囊下水课题组.船舶气囊下水安全性的影响的因素研究.浙江船舶工业.2008年第7期