开启左侧

设计理论 在高纬度浮冰地带十米以下的铝帆船船体厚度最少是多少

2025-6-17 15:20 · 帆船设计
来自: 山东青岛

登录航海网,拥抱全世界

您需要 登录 才可以下载或查看,没有账号?立即注册

x
国外大佬手搓铝帆船最厚地方都到了20mm是不是太厚了,浮冰地区船体一般是多厚比较合适
sudy分享的那艘57尺的吗
2024-10-14 22:09
gvasuonr000 来自: 江苏
单独讨论船板毫无意义,船的大小,结构都有影响
2024-11-23 14:14
begun 来自: 上海
本帖最后由 begun 于 2025-6-17 18:33 编辑

解答这个问题可以先看这艘专门设计为极地探险的帆船:


船名写得明明白白:


Magnus Zaremba

之所以看这艘船,因为这艘船有3D模型列明了船壳各个部位的船板厚度。别的船虽然也可能提到了船壳厚度,但并没有这样详细列出每一块的厚度。
长度17.3 m(56.7 ft)
宽度5.72 m(18.8 ft)
最大吃水2.83 m(9.3 ft)
最小吃水0.83 m(2.7 ft)注:系龙骨收起后的船体吃水


船壳板最厚的地方在前半部分和船底,基本都是8mm,船舷和船尾都逐渐变薄。甲板和船舷交界的弧区域最薄4mm。

6174917_20170317105404403_1_XLARGE.jpg

这张图在现在的那个网站上已经找不到了,估摸着设计方意识到了数据保密的问题。

显然这个弧形交界的设计一方面是减轻在极寒条件下的热胀冷缩造成壳体变形而产生的内应力。另外一方面降低内外冷热交换的壳体面积,减少热量流失。
用曲面连接来替代折线连接以降低内应力这个问题,以前的设计中常见, 特别是苏联时代的规范(包括航母也如此),但近年随着理论的进步和制造技术的提升已经越来越少了。看看以前的破冰船和现代的破冰船造型就知道了。本质上的原因就是看似很有道理实际并没那么大的道理。大量去极地的船只甚至专门设计的极地船也没这么干,也未见它们出现可怕的冻得开裂的情况。
设计者特意申明这样干可以让这部分壳子可以用更薄的材料,减轻船重。不过我个人认为这样聊胜于无。可能减轻了点船重(几十公斤?),但因为制造繁琐,焊缝大幅度增加导致制造费用倒是提高了不少。
明显的缺点是这样干了后因为弧形交界面无法站人,导致甲板可走人位置变窄了1米(弧形半径为500mm)。
另外,这艘船的复杂双向弯曲而且厚度变化的船壳导致它的船壳板是用很多小块铝板拼合而成的,导致有很多焊缝而且连接复杂。


我们扣除这个悬挑而出的船头,暂且用水线长度来评估,就估算为16米吧,此时壁厚8mm。那么同理推算10米的船大概5mm,考虑腐蚀余量和船大小无关,那么选6mm厚也可以满足了。

另外一个设计则和这个船只的强度完全没关系。因为帆船需要压载,而压载一般用铅造。铅的价格虽然不贵但也谈不上便宜,如果铝板的价格和铅可以相提并论的时候,我直接用厚铝板做船壳底部,用铝来充当压载,那不就省了铅压载的钱吗,而且还少了一道安装铅压载的工序。这样是不是很有道理?特别是如果不是铝板船而是钢板船,显而易见都不需要权衡直接用厚钢板造船底肯定更便宜。而且你用了这种超厚的板子,抵抗意外破损的能力肯定变强了对不?当然在制造中特别厚的板子弯曲困难,设计中要尽量弄成平板。

至于浮冰区域对船壳到底有什么需求。。首先你千万不要以为光靠厚度来抵挡浮冰的挤压。这类船基本都是依赖形状,简单点说就是船舷靠水线的地方不能直上直下,得以小角度接触冰面,比如低于45度。

另外一种考虑是浮冰对船壳的磨损。表面上看浮冰似乎不应当会对铝壳造成磨损,实际是因为浮冰并不是纯净的冰块,内部总是夹杂着各类砂石盐晶之类的,足以划伤铝壳子表面。这种情况下,钢板船明显更有优势,钢可比铝硬太多了。不过这个担忧应该问题不大,这类船又不是真正的破冰船天天和冰块硬扛。你很担心这问题那把船头部分加厚点完事。


2025-6-17 15:20

登录航海网,拥抱全世界

您需要 登录 才可以下载或查看,没有账号?立即注册

x
国外大佬手搓铝帆船最厚地方都到了20mm是不是太厚了,浮冰地区船体一般是多厚比较合适
sudy分享的那艘57尺的吗
2024-10-14 22:09
单独讨论船板毫无意义,船的大小,结构都有影响
2024-11-23 14:14
本帖最后由 begun 于 2025-6-17 18:33 编辑

解答这个问题可以先看这艘专门设计为极地探险的帆船:


船名写得明明白白:


Magnus Zaremba

之所以看这艘船,因为这艘船有3D模型列明了船壳各个部位的船板厚度。别的船虽然也可能提到了船壳厚度,但并没有这样详细列出每一块的厚度。
长度17.3 m(56.7 ft)
宽度5.72 m(18.8 ft)
最大吃水2.83 m(9.3 ft)
最小吃水0.83 m(2.7 ft)注:系龙骨收起后的船体吃水


船壳板最厚的地方在前半部分和船底,基本都是8mm,船舷和船尾都逐渐变薄。甲板和船舷交界的弧区域最薄4mm。

6174917_20170317105404403_1_XLARGE.jpg

这张图在现在的那个网站上已经找不到了,估摸着设计方意识到了数据保密的问题。

显然这个弧形交界的设计一方面是减轻在极寒条件下的热胀冷缩造成壳体变形而产生的内应力。另外一方面降低内外冷热交换的壳体面积,减少热量流失。
用曲面连接来替代折线连接以降低内应力这个问题,以前的设计中常见, 特别是苏联时代的规范(包括航母也如此),但近年随着理论的进步和制造技术的提升已经越来越少了。看看以前的破冰船和现代的破冰船造型就知道了。本质上的原因就是看似很有道理实际并没那么大的道理。大量去极地的船只甚至专门设计的极地船也没这么干,也未见它们出现可怕的冻得开裂的情况。
设计者特意申明这样干可以让这部分壳子可以用更薄的材料,减轻船重。不过我个人认为这样聊胜于无。可能减轻了点船重(几十公斤?),但因为制造繁琐,焊缝大幅度增加导致制造费用倒是提高了不少。
明显的缺点是这样干了后因为弧形交界面无法站人,导致甲板可走人位置变窄了1米(弧形半径为500mm)。
另外,这艘船的复杂双向弯曲而且厚度变化的船壳导致它的船壳板是用很多小块铝板拼合而成的,导致有很多焊缝而且连接复杂。


我们扣除这个悬挑而出的船头,暂且用水线长度来评估,就估算为16米吧,此时壁厚8mm。那么同理推算10米的船大概5mm,考虑腐蚀余量和船大小无关,那么选6mm厚也可以满足了。

另外一个设计则和这个船只的强度完全没关系。因为帆船需要压载,而压载一般用铅造。铅的价格虽然不贵但也谈不上便宜,如果铝板的价格和铅可以相提并论的时候,我直接用厚铝板做船壳底部,用铝来充当压载,那不就省了铅压载的钱吗,而且还少了一道安装铅压载的工序。这样是不是很有道理?特别是如果不是铝板船而是钢板船,显而易见都不需要权衡直接用厚钢板造船底肯定更便宜。而且你用了这种超厚的板子,抵抗意外破损的能力肯定变强了对不?当然在制造中特别厚的板子弯曲困难,设计中要尽量弄成平板。

至于浮冰区域对船壳到底有什么需求。。首先你千万不要以为光靠厚度来抵挡浮冰的挤压。这类船基本都是依赖形状,简单点说就是船舷靠水线的地方不能直上直下,得以小角度接触冰面,比如低于45度。

另外一种考虑是浮冰对船壳的磨损。表面上看浮冰似乎不应当会对铝壳造成磨损,实际是因为浮冰并不是纯净的冰块,内部总是夹杂着各类砂石盐晶之类的,足以划伤铝壳子表面。这种情况下,钢板船明显更有优势,钢可比铝硬太多了。不过这个担忧应该问题不大,这类船又不是真正的破冰船天天和冰块硬扛。你很担心这问题那把船头部分加厚点完事。


2025-6-17 15:20
此人很懒,什么也没留下~
151积分
4帖子
0精华
您需要登录后才可以回帖 立即登录
说说你的想法......
0
3
0
返回顶部