文献类型： 中文期刊

作者： 梁建生 ¹ ;

作者机构： 1.中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所

期刊名称： 渔业现代化

ISSN： 1007-9580

年卷期： 2000 年 05 期

页码： 7-9

摘要： 1　前言船舶总体设计中 ,对重量的准确把握和严格控制十分重要 ,尤其对空船重量 L W要有准确估计。渔船 L W控制一般采取两种方法 :相似船比例换算法和分部详细计算法。方案设计中一般多采用比例换算法给出初始设计值 ,在设计进行到一定阶段后通过分部详细计算法进行验证。如果对比例换算法有准确把握的话也可省略分部详细计算过程。在品种繁多、尺度齐全、数量庞大的钢质渔船群体内 ,型船设计一般常可选到非常相似的优秀母型般 ,通过比例换算法就能取得很好结果。我国玻璃钢 (FRP)渔船由于品种、数量少 ,新设计中可资借鉴的母型很难找到 ,比例换算法有一定难度 ,设计参数把握不准常使后面工作被动甚至设计失败。本文根据设计经验 ,借鉴钢质船相似船型比例换算重量的原理 ,提出一种适应 FRP渔船重量的比例换算方法 ,可供 2 0～ 30 m FRP渔船设计时应用。2　FRP渔船空船重量表达式钢质渔船空船重量一般可表示为 :　　　 LW=WH+WF+WB+WB　　　　　　　 t　 ( 1 )式中 :WH——船体钢料重量 ,tWF——舾装重量 ,tWM——机电设备重量 ,tWB——固定压载重量 ,t设 FRP渔船的空船重量也具 (1 )式形式 ,且各分部重量具有独立换算关系 ,则 FRP渔船空船重量可表示为 :　LW=KHWH+KFWF+KMWM+KBWB+δL W t ( 2 )此式概念为 :与 FRP渔船同尺度、同型式的钢质渔船 ,其各分部重量乘以各修理正系数 Ki,再考虑额外增量δLW后即为相对应的 FRP渔般的空船重量。由于 FRP渔船与钢质渔船机电设备重量WM 和固定压载重量 WB基本相同 ,故 (2 )式中KM=KB=1。分析表明 :同一船型的 FRP渔船与钢质渔船的舾装重量 WF 数值也是接近的 ,在初始设计中亦可取 KF=1 (在具备一定数量的相关统计资料后 ,设计师可适时修正求取准确值 )。于是 ,(2 )式简化为 :LW=KHWH+WF+WM+WB+δL W　 t( 3)根据此式 ,FRP渔船总体设计中的重量控制问题简化为 :先选取一相似钢质船按新设计 FRP渔船的尺度进行比例换算 ,求出各分部重量 ,然后提出WH 按 FRP船体的比例系数 KH 换算即可。δLW为FRP船体不同于母型的额外增加的重量增量。从简单计 ,将 WF、WM、WB合并为一整体项 (令 WΣ=WF+WM+WB)进行换算也是合理的 ,即LW=KHWH+WΣ+δL W　 t( 4)增量值 δLW视附加设备、附加压载、额外加强措施等而定 ,通常范围 0～ 1 0 % LW。3　 FRP船体重量比例换算系数 KH对某同形式、同尺度的 2 6m垂线间长钢质渔船和 FRP渔船的设计资料作详细计算给出 :钢质渔般船体钢料重量　　 HH:～ 59tFRP渔船船体材料重量 Wh:38(泡沫塑料芯材 )～ 42 (木质芯材 )　 t该船型 FRP渔船船体材料用量计算见表 1 (舾装材料用量见表 3) :表 1序号 各部位构件 FRP辅层木质芯材V　m3 W　t V　 m3 W　t1外壳板 3.1 2 85.632甲板 2 .0 643.71 53船体构架 5.7751 0 .395　 1 2 .4 2 3　 6.2 1 24舱壁及构架 2 .30 3 4 .1 4 51 .94 90 .9755包敷材料 0 .71 51 .2 870 .94 3 0 .4 716舷墙及支撑 0 .771 .3860 .791 0 .3957护舷材 0 .6951 .2 51 0 .32 4 0 .1 628甲板室 1 .753.1 50 .2 960 .1 4 89舟尾柱、机座紧固件等钢制件2 .72(续表 1 )序号 各部位构件 FRP辅层木质芯材V　m3 W　 t V　m3 W　t1 0 合计W'=Σ1～ 81 7.2 30 .9591 6.72 68.363　计入钢制件的 FRP船体材料总重量 Wh=4 2 .0 4 2 t　不计钢制件的 FRP船体材料重量 W'=39.32 2 t(占 93.5% Wh)　在 Wh的重量构成中 :主船体部分占 92 .2 % ,甲板室占 7.8%　在 W'的重量构成中 :主船体部分占 91 .6% ,甲板室占 8.4 %。在 W'的材料构成中 :FRP为 30 .959t,占78.7% ;芯材为 8.363t,占 2 1 .3%。在 FRP的铺层构中 ,外板占 1 8.2 % ,甲板占 1 2 .0 %。　如果大量采用泡沫塑料芯材 ,则芯材重量约为 4 .2 t,则 Wh≈ 37.9t,W'≈ 35.2 t　 FRP材料占 Wh重量比例为 :73.6% (重芯材 )～81 .7% (轻芯材 ) ;木材或泡沫塑料等芯材占 Wh重量比例为 :1 9.9% (重芯材 )～ 1 1 .1 % (轻芯材 )根据钢质船体和 FRP船体重量的定量分析 ,可得出 FRP船体重量比例换算系数 :　　KH=72 % (木质重芯材 )68% (木、塑混合芯材 )　　　 (5)64% (泡沫塑料轻芯材 )4　空船重量重量和分部重量换算通过上述分析可知 ,只要获得相似钢质渔船的变尺度比例换算重量及各重量分项 ,就能估算出新设计 FRP渔船的空船重量 LW。下面介绍一种适用的换算方法 :经对 46条钢质渔船回归分析统计得出 2 0～35m钢质渔船空船重量 (不含固定压载 )可用下式表达 :L W=0 . 359Lpp0 .9131B1.1959H0 .70 66Bb0 .4 90 4BHP0 .114 8(A/L/H) 0 .310 3(Xs/L ) 0 .10 86　 t　 (6)标准偏差 S=4.46% ,对于同功率相似船型 ,则可由简化式方便地换算 (压载重量亦可计入 ) :L W=K·L pp0 .9· B1.2·H0 .7　　 t　 (7)与立方数换算的偏差在于船宽 B对空船重量 LW的影响最大。对于群众渔业设备配套比较简单、垂线间长在 2 0～ 35m的一般作业钢质渔船 ,分部重量所占比例大致如表 2 :表 2分部重量占比例 % LW中含 WB LW中不含 WB船体钢料重量 WB 55～ 61中值 5858～ 65中值 62舾装重量 WF 1 9～ 2 5　 2 1 .52 0～ 2 7　 2 3.5机电设备重量 WM 1 0～ 1 7　 1 3.51 1～ 1 8　 1 4 .5固定压载重量 WB 6～ 8　　 7WH 中 ,主船体占 85～ 90 % ,上层建筑占 1 0～1 5% ;船体外板占～ 2 1 % ,主甲板占～ 1 3%。5　 FRP渔船对钢质渔船空船重量之比综合上述的比例换算关系和重量分布特点 ,可以得出我国 FRP渔船对比钢质渔船的重量减轻比例 (不计δLW) :下限 :0 .39+0 .61× 0 .64=0 .780上限 :0 .45+0 .55× 0 .72 =0 .84即我国 FRP渔船比钢质渔船可减轻空船重量LW2 1 .6～ 1 5.4% ,一般情况为减轻～ 1 7%。国外资料介绍 FRP船可比钢船减轻 L W30 %甚至更多 ,这在快艇类船舶上可望实现 ,但在我国 FRP渔船上似乎较难做到 (考虑到 FRP渔船尚有一些额外重量增量 δLW,则上述减轻比例将更小 )。渔船较之其它船舶在自重上的主要差异之一在于 :渔船舾装 (计入渔捞设备 )重量和固定压载重量所占比例较大 ,且这部分重量一般不因船长的小幅伸缩和是否采用 FRP建造而变化 ,反映在主尺度对 LW影响上 ,表现出船长 L对 L W的影响不如船宽敏感 (见 7式 ,尽管 L对 WH 影响最大 ) ;反映在分部重量对 L W影响上 ,减轻重量主要靠 WH的变化贡献但幅度有限6　 FRP渔船材料用量估算FRP渔船 FRP材料和木材用量可用下式估算 :WFRP=A1Wh+A2 WF+δFRP　 t　 (8)W木 =B1Wh+B2 WF+δ木 t (9)式中 :Wh为 FRP船体材料重量 ,Wh=KHWH。由表 1可知 Wh中各种材料的占用系数 :A1=73.6% (重芯材 )～ 81 .7% (轻芯材 )　 (1 0 )B1=1 9.9% (重芯材 )～ 1 1 .1 % (轻芯材 )　 (1 1 )(1 - A1- B1) Wh部分为 Wh中的局部钢材用量。舾装重量 WF中各种材料的占用系数通过表3(与 Wh分析同船型 ,Lpp=2 6m)分析给出A2 =2 3%　　　　　　 (1 2 )B2 =30 %　　　　　　 (1 3)(1 - A2 - B2 ) WF 部分为 WF中钢材和其它材料用量。FRP和木材用量裕量值δFRP、δ木 分别视情况取δFRP=0～ 3% WFRP、δ木 =0～ 3% W木 。表 3序号 构件 FRP 木钢其它V m3 W t V m3 W t W t W t1舱口围板 0 .312 0 .562 0 .50 .2 52木甲板等及搁架 0 .3 0 .54 3 1.50 .23家具 0 .2 0 .361.50 .754舭龙骨 0 .30 80 .554 0 .2 0 .15门窗等 0 .2 0 .360 .60 .36标准舾装件 0 .87吊杆类及座 0 .2 50 .4 51.4 50 .72 528桩类及座 0 .2 50 .4 51.2 80 .64 0 .5绳缆等 0 .29栏杆、灯桅及座 0 .10 .180 .610绞机等及座 0 .10 .1810 .51.511锚系 0 .0 50 .0 90 .2 0 .10 .812舵系 0 .0 50 .0 90 .2 0 .10 .513鱼舱内胆 0 .81.4 4 42 绝热层等( 2 1m3) 3.1514其它 0 .2 0 .3610 .50 .5　玻璃　油漆0 .50 .2合计Σ 5.6167.4 657.4 4 .0 5舾装重量　 WF=2 4 .531　　 t　 (同尺度同型式的钢质渔船舾装重量 W≈ 2 5t)在 WF 构成中 :FRP材料占 2 3% ,木材占 30 % ,钢材占 30 % ,其它材料占 17%。7　换算示例表 4给出基于上述公式 ,选择一相似钢质渔船向同功率 FRP渔船作重量换算的示例。表 4参数母型钢质渔船 新设计船换算值钢质渔船 FRP渔船主尺度船长 Lpp　m船宽 B　　 m船深 D　　 m2 8.06.32 .852 8.06.22 .8空船重量 LW　　t 12 4 .512 4 .5· ( 6.2 / 6.3) 1 .2·( 2 .8/ 2 .85) 0 .7=12 0 .6Σ=98.89(不计δL W)分部重量tWH WH/ LWWF WF/ LWWM WM/ LWWB WB/ LW增量值 δL W74 .50 .672 .360 .64 2 .50 .34 2 5.32 0 .2 115.680 .137.50 .0 67.2 4 0 .0 6新增防擦槽钢、加重吊杆及压载、钢油箱等Wh=0 .7WH=50 .654 1.07.2 45.11新设计木质芯材 FRP渔船空船重量　 LW=50 .65+4 1.0 +7.2 4 +5.11=10 4 .0 t本船 FRP用量　 WF RP=0 .736× 50 .65+0 .2 3× 2 5.32 =4 3.10 t(另加 3%机电用量 )本船木材用量　W木 =0 .2× 50 .65+0 .30× 2 5.32 =17.73t(加加 3%机电用量 )本船船体钢材用量　 W钢 =0 .0 64× 50 .6+0 .30× 2 5.32 +5.11=15.95t本船船体其它材料用量 :混凝土 :8t;其它舾装料 :0 .17× 2 5.34 =4 .30 t设定本船载重量　　DW=80 t则本船设计排水量　△ =184 t8　结论(1 )我国 FRP渔船较钢质渔船减轻重量 1 5～ 2 2 % (不计 δLW) ,多数情况为减轻～ 1 7% ;(2 )我国 FRP渔船空船重量可用下式估算 :　　 L=KHWH+WF+WM+WB+δLW　　 t各重量分项为对应母型钢质渔船比例换算后的值 :KH=64～ 72 %。玻璃钢渔船总体设计中的重量控制$中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所@梁建生!200092上海市赤峰路63号