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摘要：船舶设计建造过程中，结构设计及优化是重要环节之一，当前，数字化、智能化造船是全球造船行业大趋势，实现设计和生产的协同，不仅需要考虑结构设计，而且结构设计要贯通生产，上下衔接，以减小设计的结构对生产工艺的影响，降低生产成本，控制风险，提高企业生产效益。这样的设计既满足船舶结构强度，也更便于生产施工。
关键词：船体；结构设计；优化
1船体结构设计方式分析
1.1船体结构设计条件
在设计船体结构的过程中，应当认真考虑其实用性能，在安全性得到保证的前提下使外观变得更加美观。设计理念中，稳定性处于基础地位，船只结构设计应当与相关力学条件符合。运用实际的航海定律，充分考虑水位与天气因素所造成的影响，使船体结构的承重性能得到充分保障，在设计船体外部形态的过程中，应当满足航行动力的相关要求。为了保证设计工作的科学性与合理性，应当做好相关经验的积累与总结工作，运用科学的方式方法进行构思与计算。
关于船体结构稳定性能的要求方面，指的是建造技术水平应当与设计条件相适应，在建造的过程中，应当对设计参考材料的具体功能进行认真考虑。
在设计船体时，预估因素与使用因素占据非常重要的位置。从安全性这一角度出发，其根本要求就是其实用性。从之后所投入使用结算成本的角度出发，作为设计师应当根据实际的预算情况，开展相关使用技术的改进工作，确保实现安全与利益的最优结合，认真贯彻并落实经济设计的原则，最大限度地减少材料浪费状况的发生，在选择所运用的材料时，应当优先考虑并最大程度地运用环保安全科学的材料。
1.2船体结构设计主要内容
（1）前期设计。前期规划是针对技术准则以及设计条件对于设计任务实施框架性的建立，设计基础的图纸预想稿件，依照预计方案以及设计技术对于材料和零件规格以及用度构建预算计划，同时构成预算总结，进一步设计船体的尺寸和结构方式。
（2）细节设计。初期的设计属于框架性的大概预想，针对具体设计必须要针对有关审批建议进行改进，最大限度思考建设制造过程的具体细节，重复确认每个构件的型号和材料质量，构成满足设计条件，且系统性较强的设计方案，绘图后结合设计方案阐述上报给相关的审核部门。
（3）生产设计。生产设计的定义是按照详细设计的原理图把图纸内容直接搬到3D模型中，并出图下发到制造部门，进行生产制造。在如今船舶市场竞争激烈的市场环境下，必须控制成本，其中生产设计就是重要的一环，为此对生产设计提出了更高的要求。图纸经设绘、校对、审核和批准后方可发到车间进行制作。不過，有时项目计划紧张时，只追计划，把图纸的质量放在了第二位，只有设绘的人清楚图纸的具体的内容，其他人只是在图纸上签个字，如此图纸中有些错误未经发现就直接送到车间进行生产，造成不必要的损失。所以，我们严格控制后三个阶段，确保进入生产车间的图纸准确无误。
2船体结构设计与细节优化
2.1板缝布置与板规选取
国内有相当大一部分结构设计在绘图和有限元分析计算时，不绘制板缝板规，只标明不同板厚的板缝，不考虑切割设备能力；不考虑曲加工设备情况。而生产设计只能在有限、特定范围内布置板缝，当需调整时，只能微弱调整跨界板缝，以便达到钢材最大利用和方便采购；当想优化曲加工量或曲加工存在困难时，只能依赖与详细设计的反复沟通、协商。
韩国造船中，早已将排板工作交由详细设计完成，提升钢材利用率，和降低采购板规数量，降低后续物资集配工作，效益明显。详设在板规选取上也有技巧，主要考虑以下几点：
（1）在结构设计时，厚度尽量选取相对集中的板厚，即可降低单种板厚的数量，且厚度尽量避用半毫米厚的板。
（2）排板时，板的宽度和长度选取，首选整数倍的板规，即宽度优先选用整米宽，其次0.5m，再0.1m，再0.05m，再0.01递增选用；长度优先选用整米长，其次0.5m，再0.1m，再0.05m，再0.01递增选用。
（3）一条船的型材种类尽量集中且易于采购，小规格型钢长度不得大于10m，其它规格可最长12m。
（4）外板板缝布置，首尾有线型的部分根据公司自身设备吊装能力、加工能力、建造场地及套料利用率综合考虑，尽量对外板板厚差在0.5mm的板予以并板处理；外板环缝布置最好和分段划分保持一致，以减少在生产设计中的代板等情况。
2.2船体结构型式
船体结构基础模式也被称为板架结构，是板和型材的组合。根据结构所在的位置以及自身功能作用，可以通过手动方式，将其划分为若干个干板架。在船体梁进行分析过程中可以进一步明确，上冀板与下冀板分别指的是甲板和船底板架，腹板指的是舷侧板架。由于作用不同，骨架排列模式也就有所不同，通常情况下，可以分为横骨架式结构与纵骨架式结构。
当船只规模比较大时，应当根据实际的承重情况，对相关的架构模式做出调整。在设计船体甲板与底部时，应当注重运用纵向承重骨架，通过相关支撑力来促进船体安全性能的提高。关于所运用的板材方面，在满足基本的受力条件与要求的同时，还应当对恶劣环境中承受力最大值进行考虑，在对船舷进行设计的过程中，应当充分考虑实际的横向结构，使平衡力得到充分保障，确保载重性处于优良状态之中。在运用横向设计的过程中，所占用的空间面积比较小，有利于增加船体的舱容量。
2.3船体的分段接口的细节优化处理
（1）分段式的辅助支撑。在对船体的结构进行设计时，一定要考虑到后期的建造工作，为后续的具体施工提供相应的辅助性的支持。在设计船体时要经常与船体检测人员及施工人员进行沟通，全面听取不同部门的意见。注重利用辅助性的支撑实现船舶质量的提升，探索怎样才能科学、精确、完美的完成船舶的高质量分段建造。针对出口穿的设计，在保证船舶建造质量的前提下还要要考虑船舶的方便快捷属性。必须正确的认识到辅助支持所具有的意义和价值，保证辅助支持的数量足够，这样才能在细节上为船体的结构设计与建造工作打下良好的基础。
（2）船体装配的细节。传统船舶制造当中，船体的分段接口多为P型分段方式，这种分段方式最明显的特点是重心不稳。因此，在后期的装配过程当中，分段部分必须借助辅助设备的支撑才能够保证安装工作稳定、顺利的进行。这是阐提的结构设计与建造的过程中应注意的细节之一，这不仅直接影响船舶生产的工作效率，对于制造的安全性方面也具有一定影响。目前。我国船舶制造业为了保证安装的稳定性，将P型的分段方式变为R型分段。这种分段方式简化了合龙作业的操作，进行组合时，只要用填角焊的处理方式进行焊接节可以完成装配了，这种分段方式可以大大提高焊接的速度，同时也增强了船体的稳定性，保障了航运的安全性。
（3）船体舾装的细节。船舶制造当中的舾装工艺可以分成三种：分段式舾装、船台的舾装以及码头的舾装，舾装在船舶制造中的作用非常关键。对船体进行舾装是要格外注意分段舾装的结构。一般情况下，船舱包括上下平台和双层底。对双层底进行分段时，前段臂和外板常常会比双层底高出10～15公分。这种分段方式会对舾装设备产生一些影响。舾装时如果严谨的改善这一细节，能够在很大程度上降低舾装成本投入。可以在船舱壁接口处安装一个临时的板列，约高出船舱内底100公分，这样可以大大减少舾装船台工程量，使货船舱底的分段得到优化。
结语：
造船行业是我国极为重要的生产行业，其结构设计对于船体和船只的影响极大，建立合理的、科学的船体结构设计理念，能够更好地促进船体结构设计工作开展，能够对其整个工作质量的提升和优化起到重要的促进作用。因此，务必做好其结构设计，以有效提升船体的应用质量，促进船只的服务效能。
参考文献：
[1]刘建峰.船体结构设计及建造的细节处理[J].黑龙江科技信息，2017（08）：49.
关键词：船体；结构设计；优化
1船体结构设计方式分析
1.1船体结构设计条件
在设计船体结构的过程中，应当认真考虑其实用性能，在安全性得到保证的前提下使外观变得更加美观。设计理念中，稳定性处于基础地位，船只结构设计应当与相关力学条件符合。运用实际的航海定律，充分考虑水位与天气因素所造成的影响，使船体结构的承重性能得到充分保障，在设计船体外部形态的过程中，应当满足航行动力的相关要求。为了保证设计工作的科学性与合理性，应当做好相关经验的积累与总结工作，运用科学的方式方法进行构思与计算。
关于船体结构稳定性能的要求方面，指的是建造技术水平应当与设计条件相适应，在建造的过程中，应当对设计参考材料的具体功能进行认真考虑。
在设计船体时，预估因素与使用因素占据非常重要的位置。从安全性这一角度出发，其根本要求就是其实用性。从之后所投入使用结算成本的角度出发，作为设计师应当根据实际的预算情况，开展相关使用技术的改进工作，确保实现安全与利益的最优结合，认真贯彻并落实经济设计的原则，最大限度地减少材料浪费状况的发生，在选择所运用的材料时，应当优先考虑并最大程度地运用环保安全科学的材料。
1.2船体结构设计主要内容
（1）前期设计。前期规划是针对技术准则以及设计条件对于设计任务实施框架性的建立，设计基础的图纸预想稿件，依照预计方案以及设计技术对于材料和零件规格以及用度构建预算计划，同时构成预算总结，进一步设计船体的尺寸和结构方式。
（2）细节设计。初期的设计属于框架性的大概预想，针对具体设计必须要针对有关审批建议进行改进，最大限度思考建设制造过程的具体细节，重复确认每个构件的型号和材料质量，构成满足设计条件，且系统性较强的设计方案，绘图后结合设计方案阐述上报给相关的审核部门。
（3）生产设计。生产设计的定义是按照详细设计的原理图把图纸内容直接搬到3D模型中，并出图下发到制造部门，进行生产制造。在如今船舶市场竞争激烈的市场环境下，必须控制成本，其中生产设计就是重要的一环，为此对生产设计提出了更高的要求。图纸经设绘、校对、审核和批准后方可发到车间进行制作。不過，有时项目计划紧张时，只追计划，把图纸的质量放在了第二位，只有设绘的人清楚图纸的具体的内容，其他人只是在图纸上签个字，如此图纸中有些错误未经发现就直接送到车间进行生产，造成不必要的损失。所以，我们严格控制后三个阶段，确保进入生产车间的图纸准确无误。
2船体结构设计与细节优化
2.1板缝布置与板规选取
国内有相当大一部分结构设计在绘图和有限元分析计算时，不绘制板缝板规，只标明不同板厚的板缝，不考虑切割设备能力；不考虑曲加工设备情况。而生产设计只能在有限、特定范围内布置板缝，当需调整时，只能微弱调整跨界板缝，以便达到钢材最大利用和方便采购；当想优化曲加工量或曲加工存在困难时，只能依赖与详细设计的反复沟通、协商。
韩国造船中，早已将排板工作交由详细设计完成，提升钢材利用率，和降低采购板规数量，降低后续物资集配工作，效益明显。详设在板规选取上也有技巧，主要考虑以下几点：
（1）在结构设计时，厚度尽量选取相对集中的板厚，即可降低单种板厚的数量，且厚度尽量避用半毫米厚的板。
（2）排板时，板的宽度和长度选取，首选整数倍的板规，即宽度优先选用整米宽，其次0.5m，再0.1m，再0.05m，再0.01递增选用；长度优先选用整米长，其次0.5m，再0.1m，再0.05m，再0.01递增选用。
（3）一条船的型材种类尽量集中且易于采购，小规格型钢长度不得大于10m，其它规格可最长12m。
（4）外板板缝布置，首尾有线型的部分根据公司自身设备吊装能力、加工能力、建造场地及套料利用率综合考虑，尽量对外板板厚差在0.5mm的板予以并板处理；外板环缝布置最好和分段划分保持一致，以减少在生产设计中的代板等情况。
2.2船体结构型式
船体结构基础模式也被称为板架结构，是板和型材的组合。根据结构所在的位置以及自身功能作用，可以通过手动方式，将其划分为若干个干板架。在船体梁进行分析过程中可以进一步明确，上冀板与下冀板分别指的是甲板和船底板架，腹板指的是舷侧板架。由于作用不同，骨架排列模式也就有所不同，通常情况下，可以分为横骨架式结构与纵骨架式结构。
当船只规模比较大时，应当根据实际的承重情况，对相关的架构模式做出调整。在设计船体甲板与底部时，应当注重运用纵向承重骨架，通过相关支撑力来促进船体安全性能的提高。关于所运用的板材方面，在满足基本的受力条件与要求的同时，还应当对恶劣环境中承受力最大值进行考虑，在对船舷进行设计的过程中，应当充分考虑实际的横向结构，使平衡力得到充分保障，确保载重性处于优良状态之中。在运用横向设计的过程中，所占用的空间面积比较小，有利于增加船体的舱容量。
2.3船体的分段接口的细节优化处理
（1）分段式的辅助支撑。在对船体的结构进行设计时，一定要考虑到后期的建造工作，为后续的具体施工提供相应的辅助性的支持。在设计船体时要经常与船体检测人员及施工人员进行沟通，全面听取不同部门的意见。注重利用辅助性的支撑实现船舶质量的提升，探索怎样才能科学、精确、完美的完成船舶的高质量分段建造。针对出口穿的设计，在保证船舶建造质量的前提下还要要考虑船舶的方便快捷属性。必须正确的认识到辅助支持所具有的意义和价值，保证辅助支持的数量足够，这样才能在细节上为船体的结构设计与建造工作打下良好的基础。
（2）船体装配的细节。传统船舶制造当中，船体的分段接口多为P型分段方式，这种分段方式最明显的特点是重心不稳。因此，在后期的装配过程当中，分段部分必须借助辅助设备的支撑才能够保证安装工作稳定、顺利的进行。这是阐提的结构设计与建造的过程中应注意的细节之一，这不仅直接影响船舶生产的工作效率，对于制造的安全性方面也具有一定影响。目前。我国船舶制造业为了保证安装的稳定性，将P型的分段方式变为R型分段。这种分段方式简化了合龙作业的操作，进行组合时，只要用填角焊的处理方式进行焊接节可以完成装配了，这种分段方式可以大大提高焊接的速度，同时也增强了船体的稳定性，保障了航运的安全性。
（3）船体舾装的细节。船舶制造当中的舾装工艺可以分成三种：分段式舾装、船台的舾装以及码头的舾装，舾装在船舶制造中的作用非常关键。对船体进行舾装是要格外注意分段舾装的结构。一般情况下，船舱包括上下平台和双层底。对双层底进行分段时，前段臂和外板常常会比双层底高出10～15公分。这种分段方式会对舾装设备产生一些影响。舾装时如果严谨的改善这一细节，能够在很大程度上降低舾装成本投入。可以在船舱壁接口处安装一个临时的板列，约高出船舱内底100公分，这样可以大大减少舾装船台工程量，使货船舱底的分段得到优化。
结语：
造船行业是我国极为重要的生产行业，其结构设计对于船体和船只的影响极大，建立合理的、科学的船体结构设计理念，能够更好地促进船体结构设计工作开展，能够对其整个工作质量的提升和优化起到重要的促进作用。因此，务必做好其结构设计，以有效提升船体的应用质量，促进船只的服务效能。
参考文献：
[1]刘建峰.船体结构设计及建造的细节处理[J].黑龙江科技信息，2017（08）：49.