南極磷蝦拖網(wǎng)加工船雙桁架系統(tǒng)設(shè)計(jì)

周春凱，王威

中國(guó)艦船研究設(shè)計(jì)中心，湖北武漢430064

南極磷蝦拖網(wǎng)加工船雙桁架系統(tǒng)設(shè)計(jì)

周春凱，王威

中國(guó)艦船研究設(shè)計(jì)中心，湖北武漢430064

［目的］為了提高南極磷蝦拖網(wǎng)加工船的捕撈效率，避免拖網(wǎng)內(nèi)磷蝦長(zhǎng)時(shí)間相互擠壓以保護(hù)其蝦體品質(zhì)，［方法］提出一種相較于常規(guī)南極磷蝦尾拖網(wǎng)捕撈效率更高的新型雙支架桁桿拖網(wǎng)設(shè)計(jì)方案。通過(guò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)建模方法，對(duì)雙桁架系統(tǒng)在吊放和作業(yè)狀態(tài)下的受力與結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真分析，得到拖網(wǎng)絞車與桁桿的距離，以及水平定位鋼纜與桁桿距離的限制范圍，從而避免雙桁架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件發(fā)生受力突變，確保拖網(wǎng)鋼纜和水平定位鋼纜在捕撈作業(yè)時(shí)的有效性。［結(jié)果］仿真結(jié)果顯示，采用該雙桁架系統(tǒng)能夠在提高南極磷蝦捕撈加工效率的同時(shí)確保系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的安全性。［結(jié)論］該雙桁架系統(tǒng)可作為未來(lái)我國(guó)南極磷蝦拖網(wǎng)加工船桁架設(shè)計(jì)的優(yōu)選方案。

南極磷蝦拖網(wǎng)加工船；雙桁架設(shè)計(jì)；受力分析；拖網(wǎng)

0 引 言

南極水域蘊(yùn)藏了豐富的海洋生物資源，已知魚類有200多種，磷蝦類有8種，年捕獲量相當(dāng)于全世界海產(chǎn)品捕獲量的2倍，因此，開發(fā)利用潛力巨大。南極磷蝦主要用于食品、制藥、美容、養(yǎng)殖業(yè)等領(lǐng)域。上世紀(jì)70年代，許多國(guó)家就開始了南極磷蝦捕撈活動(dòng)，挪威近年來(lái)對(duì)南極磷蝦進(jìn)行深加工，已形成了產(chǎn)業(yè)化［1-2］。我國(guó)由于在漁機(jī)漁儀、漁具漁法、綜合集成等方面的技術(shù)相對(duì)落后，加之國(guó)外技術(shù)封鎖，尚不具備南極磷蝦的商業(yè)性捕撈能力［3］。隨著我國(guó)近海海洋漁業(yè)資源的日漸枯竭，南極磷蝦作為重要的戰(zhàn)略資源，對(duì)其進(jìn)行海上綜合開發(fā)利用技術(shù)的自主研究具有重要意義。

我國(guó)自主設(shè)計(jì)的南極磷蝦拖網(wǎng)加工船的作業(yè)區(qū)位于南極羅斯等海域，主要捕撈對(duì)象為南極磷蝦。由于磷蝦在拖網(wǎng)內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間擠壓會(huì)造成蝦殼中高含量元素氟滲入蝦體可食部分，進(jìn)而造成磷蝦體內(nèi)的酶迅速分解，引起肉質(zhì)腐敗，因此必須在起捕后的1～3 h內(nèi)進(jìn)行加工處理［4］，可見南極磷蝦拖網(wǎng)捕撈面臨的重要技術(shù)問題是如何提高捕撈的效率和確保蝦體品質(zhì)，這也是南極磷蝦捕撈技術(shù)研究的重點(diǎn)。目前，各國(guó)南極磷蝦捕撈作業(yè)仍以傳統(tǒng)的拖網(wǎng)捕撈為主，無(wú)法避免上述捕撈過(guò)程帶來(lái)的缺點(diǎn)。挪威等少數(shù)漁業(yè)強(qiáng)國(guó)已成熟運(yùn)用了新型雙桁架拖網(wǎng)技術(shù)，該技術(shù)可以有效避免南極磷蝦在拖網(wǎng)內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間相互擠壓，從而保護(hù)其品質(zhì)［5］。

本文將通過(guò)結(jié)構(gòu)建模方法，對(duì)雙桁架系統(tǒng)在吊放和拖網(wǎng)作業(yè)狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)受力情況進(jìn)行仿真計(jì)算研究，得到可以確保南極磷蝦捕撈過(guò)程安全有效的相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)，提出雙桁架拖網(wǎng)設(shè)計(jì)方案。采用該設(shè)計(jì)方案，將可以極大地提高我國(guó)南極磷蝦捕撈、加工的綜合效率。

1 雙桁架漁法概述

南極磷蝦拖網(wǎng)加工船雙桁架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。雙桁架拖網(wǎng)捕撈示意圖如圖2所示。雙桁架結(jié)構(gòu)型式是在船舶左右舷對(duì)稱布置，主要由桁桿、船體門式鋼架結(jié)構(gòu)、網(wǎng)具、滑輪、拖網(wǎng)鋼纜、水平定位鋼纜、垂直定位鋼纜等組成。雙桁架拖網(wǎng)漁法是指在船舶舯部的兩舷各撐出1根桁桿，桁桿外端設(shè)置1個(gè)滑輪，與網(wǎng)具相連的鋼纜通過(guò)滑輪與拖網(wǎng)絞車相連，同時(shí)桁桿通過(guò)水平、垂直定位鋼纜進(jìn)行支撐。在拖網(wǎng)過(guò)程中，通過(guò)網(wǎng)具末端泵吸軟管連接的吸魚泵，將網(wǎng)中的磷蝦直接吸到甲板上，從而達(dá)到捕撈磷蝦的目的。

圖1 雙桁架系統(tǒng)構(gòu)成圖Fig.1 Structure of twin-truss trawl system

圖2 雙桁架拖網(wǎng)捕撈示意圖Fig.2 Sketch map of twin-truss trawl fishing

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)和設(shè)計(jì)輸入

2.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)

通過(guò)對(duì)桁架、水平和垂直定位鋼纜在吊放、平穩(wěn)狀態(tài)、風(fēng)浪擾動(dòng)3種工況下的受力進(jìn)行分析和計(jì)算［6-11］，采用改變絞車的位置等方法，設(shè)計(jì)以絞車最小受力為標(biāo)準(zhǔn)的雙桁架系統(tǒng)，避免以下工況時(shí)的最大受力情況，即最危險(xiǎn)工況。

1）桁架吊放狀態(tài)。對(duì)桁架從垂直、貼著門式鋼架結(jié)構(gòu)的狀態(tài)到水平放置過(guò)程中的垂直定位鋼纜和桁架進(jìn)行受力分析，以確定該鋼纜的絞車以及門式鋼架結(jié)構(gòu)處的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)，計(jì)算出最大受力情況。

2）桁架平穩(wěn)狀態(tài)。桁架平穩(wěn)拖網(wǎng)作業(yè)時(shí)，對(duì)桁架、水平和垂直定位鋼纜以及拖網(wǎng)鋼纜進(jìn)行受力分析，計(jì)算出各鋼纜的最大受力情況。該情況可以作為風(fēng)浪擾動(dòng)狀態(tài)下的特例，即不用單獨(dú)分析。

3）風(fēng)浪擾動(dòng)狀態(tài)。在風(fēng)浪擾動(dòng)的狀態(tài)下，船舶發(fā)生橫搖，橫搖角20°。在此工況下，對(duì)桁架、水平和垂直定位鋼纜以及拖網(wǎng)鋼纜進(jìn)行受力分析，計(jì)算出最大受力情況［12-13］。

2.2 設(shè)計(jì)輸入

設(shè)計(jì)輸入說(shuō)明如下：

1）船舶在航行狀態(tài)和停泊狀態(tài)時(shí)，桁桿豎向收起，靠附在船體門式鋼架結(jié)構(gòu)上。同時(shí)，桁桿在水平方向可以180°角轉(zhuǎn)動(dòng)，工作狀態(tài)考慮桁桿水平偏移角β（范圍±5°）。

2）拖網(wǎng)滑輪始終處于桁桿后方，且桁桿端部到滑輪圓心鋼纜長(zhǎng)度L0可調(diào)節(jié)，本文按照L0=2.5～8.5 m的取值范圍計(jì)算。

3）門式鋼架結(jié)構(gòu)高20 m，桁桿長(zhǎng)20 m，直徑約20 cm。展開時(shí)，距水面高度約8.5 m，水深為100 m，拖網(wǎng)鋼纜長(zhǎng)約300 m，拖網(wǎng)鋼纜與水平面的夾角α約為21.2°。

4）鋼索直徑為28mm或32mm。

5）船舶以3.5 kn航速拖網(wǎng)航行時(shí)，吊放狀態(tài)下漁網(wǎng)作用于桁桿的豎向力（即網(wǎng)具阻力）Fw=490 kN，網(wǎng)口垂直高度約19 m。

6）考慮在風(fēng)浪擾動(dòng)狀態(tài)下船舶的橫搖角為20°，根據(jù)中國(guó)船級(jí)社《船舶與海上設(shè)施起重設(shè)備規(guī)范（2007）》的規(guī)定，雙桁架系統(tǒng)按照吊桿裝置特殊作業(yè)工況進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)滿足《鋼制海船入級(jí)規(guī)范（2012）》相關(guān)要求。

7）圖3所示為南極磷蝦拖網(wǎng)加工船桁桿與船體的連接型式，矩形框?yàn)殡p桁架結(jié)構(gòu)布置區(qū)域。為保證拖網(wǎng)鋼纜、水平定位鋼纜在作業(yè)時(shí)不會(huì)發(fā)生糾纏及破壞雙桁架結(jié)構(gòu)，拖網(wǎng)絞車與桁桿的距離Lw必須小于水平定位鋼纜與桁桿的距離Ls，兩者必須處于布置區(qū)域內(nèi)，即Lw＜Ls≤29m。

圖3 南極磷蝦捕撈加工船桁桿與船體的連接型式Fig.3 Connection of twin-truss and hull of the antarctic krill trawl processing ship

3 系統(tǒng)建模和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 雙桁架吊放狀態(tài)

雙桁架吊放狀態(tài)如圖4所示。圖中，F(xiàn)g為桁桿軸向壓力，kN；Fc為垂直定位鋼纜拉力，kN；Gh為桁桿自重，kN；L為桁桿長(zhǎng)度，m；H為門式鋼架結(jié)構(gòu)高度，m；γ為桁桿吊放過(guò)程與水面的夾角，（°）；δ為垂直定位鋼纜與水平面的夾角，（°）。

桁架從垂直、貼著門式鋼架結(jié)構(gòu)的狀態(tài)到水平放置過(guò)程中，桁桿端部受Fw，F(xiàn)g，F(xiàn)c這3種作用力的影響，且在平面內(nèi)受力平衡。

由受力平衡可得下列方程組：

圖4 吊放狀態(tài)示意圖Fig.4 Sketch map of tethered state of twin-truss trawl system

計(jì)算可得Fg，F(xiàn)c的表達(dá)式如下：

由圖4的幾何關(guān)系可知：

進(jìn)而得到如下計(jì)算公式：

3.2 雙桁架作業(yè)狀態(tài)

雙桁架作業(yè)狀態(tài)模型建立在拖網(wǎng)絞車D、水平鋼纜安放點(diǎn)F、桁桿安放點(diǎn)E這3點(diǎn)處于同一水平面且3點(diǎn)共線的前提下，其作業(yè)狀態(tài)如圖5所示。

圖5 雙桁架作業(yè)狀態(tài)示意圖Fig.5 Sketch map of operating state of twin-truss trawl system

圖中：A為滑輪圓心；CE表示桁桿長(zhǎng)度L，其中，E點(diǎn)為G點(diǎn)的垂足；CA表示L0；DE表示Lw（以下稱臨界距離）；EF表示Ls；NK表示滑輪距P點(diǎn)沿x軸方向的距離Lax，其中，N點(diǎn)為P點(diǎn)的垂足，K點(diǎn)為A點(diǎn)的垂足；AK表示滑輪至船身的距離Lay；PN表示滑輪至甲板平面的垂直距離Haz，其中，P點(diǎn)為C點(diǎn)在甲板平面上的垂足；ξ為平穩(wěn)作業(yè)狀態(tài)時(shí)船身與水平面的夾角（即橫搖角，范圍±20°）。

對(duì)雙桁架作業(yè)狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)受力分析如下：

作業(yè)狀態(tài)中，桁桿在空間內(nèi)受力平衡，與Fc和Fg、水平定位鋼纜拉力Fs、連接桁桿端部到滑輪圓心鋼纜拉力Fh以及Gh有關(guān)系。將拖網(wǎng)鋼纜AB、拖網(wǎng)絞車至滑輪圓心的距離AD向量進(jìn)行單位化：

由于CA為AB，AD的角平分線，故Fh所在的單位向量為

Fg，F(xiàn)c，F(xiàn)s對(duì)應(yīng)的向量 CE，CG，CF分別表示如下：

將上述向量分別進(jìn)行單位化處理如下：

則CA，CG，CF鋼纜所受力的向量分別為：

式中，fw，fc，fs分別為對(duì)應(yīng)力的標(biāo)量。

桁桿軸向壓力的向量為

式中，fg為對(duì)應(yīng)力的標(biāo)量。

桁桿自重向量為

根據(jù)上述公式，可以得到桁桿空間受力平衡方程如下：

通過(guò)式（20）～式（22），可分別得到Fc，F(xiàn)g，F(xiàn)s，F(xiàn)h的值。

4 系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析

4.1 雙桁架吊放狀態(tài)

根據(jù)對(duì)雙桁架吊放狀態(tài)受力分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，得到分析結(jié)果如下：

1）桁桿所受軸向壓力Fg的值僅與門式鋼架結(jié)構(gòu)高度H、桁桿長(zhǎng)度L、桁桿重力Gh及Fw有關(guān)，與γ無(wú)關(guān)，F(xiàn)g的值在吊放狀態(tài)保持不變。

2）當(dāng)門式鋼架結(jié)構(gòu)高度H、桁桿長(zhǎng)度L、桁桿重力Gh及Fw確定后，F(xiàn)c在吊放過(guò)程中隨γ的增大而減小，即起吊過(guò)程中γ=0°時(shí)，垂直定位鋼纜產(chǎn)生的拉力最大。

4.2 雙桁架作業(yè)狀態(tài)

根據(jù)雙桁架作業(yè)狀態(tài)受力分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，得到分析結(jié)果如下：

當(dāng)平穩(wěn)作業(yè)狀態(tài)橫搖角ξ=0°，即平穩(wěn)工作狀態(tài)為風(fēng)浪狀態(tài)的特例時(shí)，可將平穩(wěn)作業(yè)狀態(tài)歸入風(fēng)浪狀態(tài)。實(shí)際情況下，Haz＜8.5 m，Lay＜20 m，且均為正值。計(jì)算結(jié)果表明，Lw無(wú)論取何值，該條件均滿足。

4.2.1 拖網(wǎng)絞車安放距離Lw分析

1）拖網(wǎng)滑輪必須處于桁桿后方，否則滑輪組將偏離船身過(guò)遠(yuǎn)，從而影響南極磷蝦拖網(wǎng)加工船的正常作業(yè)。

根據(jù)實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，南極磷蝦拖網(wǎng)加工船正常工作狀態(tài)時(shí)，L0≈2.5 m。圖6所示為在不同橫搖角ξ情況下Lax隨Lw變化的曲線。由圖可知，Lw越大，則Lax越小。當(dāng)Lax=0時(shí)，Lw最大，此時(shí)即為拖網(wǎng)絞車安放的臨界距離。表1所示為L(zhǎng)0=2.5 m、船身處于3種橫搖角ξ、桁桿處于3種水平偏移角β時(shí)拖網(wǎng)絞車安放的臨界距離Lw。

由表1可知，為了保證ξ，β在所有取值下拖網(wǎng)滑輪均處于桁桿后方，Lw應(yīng)取最小值。當(dāng)ξ=-20°，β=5°時(shí)，Lw=44 m，此時(shí)是所有工況下較危險(xiǎn)的情況，故為保證安全，必須要求Lw＜44 m。

圖6 不同ξ取值下Lax隨Lw變化的曲線Fig.6 Variation ofLaxwith respecttoLwunder variousξvalues

表1 不同工況時(shí)Lw的取值范圍Table 1 Range ofLwunder various conditions

南極磷蝦拖網(wǎng)加工船作業(yè)時(shí)，L0需要人工調(diào)整。當(dāng)L0=2.5 m時(shí)，較危險(xiǎn)的狀態(tài)應(yīng)為ξ=-20°，β=5°。當(dāng)L0為不同值時(shí)，Lax隨Lw變化的曲線如圖7所示。由圖可知，隨著L0的增大，Lw越小。其中，當(dāng)L0=8.5 m時(shí)，Lw=35 m，而Lax=0是不同L0取值中的最小值，故Lw≤35 m才能保證不影響正常作業(yè)。

2）水平定位鋼纜受力Fs與Ls，Lw有關(guān)。根據(jù)受力分析結(jié)果，水平定位鋼纜是否失效（失效即為鋼纜中拉力為0或?yàn)樨?fù)）只取決于Lw。

由數(shù)據(jù)分析可知，當(dāng)ξ=-20°，β=-5°時(shí)，F(xiàn)s=0對(duì)應(yīng)的Lw值最小。圖8所示為L(zhǎng)0在3種取值時(shí)Fs隨Lw變化的曲線。由圖可知，隨著Lw增大，F(xiàn)s減小。當(dāng)L0=8.5 m，Lw=24 m時(shí)，F(xiàn)s=0，此時(shí)，水平定位鋼纜開始失效。因此為保證水平定位鋼纜始終處于受拉狀態(tài)，且不產(chǎn)生失效的危險(xiǎn)情況，必須要求Lw≤24 m。

圖7 不同L0取值下Lax隨Lw變化曲線Fig.7 VariationofLaxwithrespecttoLwundervariousL0values

圖8Fs隨Lw的變化曲線（ξ=-20°，β=-5°）Fig.8 Variation ofFswith respect toLwwhenξ=-20°andβ=-5°

4.2.2 受力分析

在桁桿作業(yè)狀態(tài)下，ξ=-20°～20°，β=-5°～5°，L0=2.5～8.5 m。由于布置區(qū)域的限制，Lw=0～29 m，Ls=0～29 m。下面分別對(duì)Fc，F(xiàn)g，F(xiàn)s，F(xiàn)h進(jìn)行分析。

1）垂直定位鋼纜拉力Fc。

大量計(jì)算數(shù)據(jù)分析表明，F(xiàn)c隨ξ的增大而減小，隨β的增大先增后減，隨L0的增大而減小。因此，選取較危險(xiǎn)的狀態(tài)，即ξ=-20°，L0=2.5 m，可求得Fc的最大值。當(dāng)較危險(xiǎn)狀態(tài)仍能滿足設(shè)計(jì)需要時(shí)，其他較安全狀態(tài)則可得到滿足。由式（20）～式（22）求解的可知，此時(shí)Fc僅與Lw有關(guān)。圖9所示為Fc隨Lw變化的曲線。由圖可知，F(xiàn)c隨Lw變化不大，其值保持在248～255 kN之間。

圖9Fc隨Lw的變化曲線Fig.9 Variaton ofFcwith respect toLw

2）桁桿軸向壓力Fg。

大量計(jì)算數(shù)據(jù)分析表明，F(xiàn)g隨著ξ，β，L0的增大而減小。因此，分別選取較危險(xiǎn)的狀態(tài)，即ξ=-20°，β=-5°，L0=2.5 m。圖10所示為較危險(xiǎn)狀態(tài)下Fg隨Lw，Ls變化的三維關(guān)系曲面。由圖可知，F(xiàn)g隨Lw，Ls的增大而減小，當(dāng)Ls=0～11 m時(shí)，F(xiàn)g增長(zhǎng)較快；當(dāng)Ls=11～15 m時(shí)，F(xiàn)g增長(zhǎng)緩慢；當(dāng)Ls=15～29 m時(shí)，F(xiàn)g變化很小，其值保持在300～800 kN之間。

圖10Fg隨Lw和Ls變化的三維曲面Fig.10 VariationofFgwithrespecttoLwandLs

3）水平定位鋼纜拉力Fs。

大量計(jì)算數(shù)據(jù)分析表明，F(xiàn)s隨ξ先增大后減小，隨β，L0的增大而減小。因此，分別選取最危險(xiǎn)的狀態(tài)，即ξ=0°，β=5°，L0=2.5 m。圖11所示為最危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí)Fs隨Lw，Ls變化的三維關(guān)系曲面。由圖可知，F(xiàn)s隨Lw，Ls的增大而減小。當(dāng)Ls=0～11 m時(shí)，F(xiàn)s增長(zhǎng)較快；Ls=11～50 m時(shí)，F(xiàn)s變化很小，其值保持在100～200 kN之間。

4）桁桿端部到滑輪圓心鋼纜拉力Fh。

Fh隨ξ的增大而增大，隨β，L0的增大而減小。當(dāng)Lw=15～24 m，Ls=15～29 m時(shí)，F(xiàn)h變化不大，其值保持在50～100 kN之間。由于值較小且變化不大，相應(yīng)的曲線圖略。

圖11Fs隨Lw和Ls變化的三維曲面Fig.11 Variation ofFswith respect toLwandLs

5 結(jié)論

本文采用一種新型的雙桁架拖網(wǎng)漁法，解決了常規(guī)的南極磷蝦尾拖網(wǎng)捕撈方式效率較低的問題，達(dá)到了提高南極磷蝦捕撈效率的目的。通過(guò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)建模方法，深入分析了雙桁架系統(tǒng)在吊放和作業(yè)狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)受力情況，得到如下結(jié)論：

1）風(fēng)浪擾動(dòng)狀態(tài)下，ξ≯20°，Lw=15～24 m，Ls=15～29 m時(shí)，F(xiàn)c，F(xiàn)g，F(xiàn)s，F(xiàn)h平穩(wěn)變化，此時(shí)，不會(huì)對(duì)雙桁架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件造成受力突變。

2）作業(yè)狀態(tài)下，Lw=15～24 m，Ls=15～29 m時(shí)比較合適。對(duì)于ξ＞20°，考慮到船舶的安全性和操縱性，此時(shí)不適合使用雙桁架系統(tǒng)進(jìn)行捕撈作業(yè)。

本文通過(guò)理論分析和仿真計(jì)算的方式確定了雙桁架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)，該系統(tǒng)尚未經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證和實(shí)際作業(yè)工況的檢驗(yàn)，需要在以后的設(shè)計(jì)中進(jìn)一步改進(jìn)和完善。

［1］劉勤，黃洪亮，李勵(lì)年，等.南極磷蝦商業(yè)化開發(fā)的戰(zhàn)略性思考［J］.極地研究，2015，27（1）：31-37.LIU Q，HUANG H L，LI L N，et al.Strategic thinking behind the commercial development of Antarctic krill［J］.Chinese Journal of polar Research，2015，27（1）：31-37（in Chinese）.

［2］蘇學(xué)鋒，馮迪娜.南極磷蝦產(chǎn)業(yè)開發(fā)特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)［J］.食品研究與開發(fā)，2012，33（12）：214-217.SU X F，F(xiàn)ENG D N.Development characteristics and trends of Antarctic krill industry［J］.Food Research and Development，2012，33（12）：214-217（in Chi?nese）.

［3］黃洪亮，陳雪忠，劉健，等.南極磷蝦漁業(yè)近況與趨勢(shì)分析［J］.極地研究，2015，27（1）：25-30.HUANG H L，CHEN X Z，LIU J，et al.Analysis of the status and trend of the Antarctic krill fishery［J］.Chinese Journal of Polar Research，2015，27（1）：25-30（in Chinese）.

［4］俞所銀，包建強(qiáng)，李越華，等.南極磷蝦在不同凍藏溫度下品質(zhì)變化［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，2014，40（1）：232-237.YU S Y，BAO J Q，LI Y H，et al.Quality changes of Antarctic krill（Euphausia superba）stored at different frozen temperatures［J］.Food and Fermentation Indus?tries，2014，40（1）：232-237（in Chinese）.

［5］L?KKEBORG S.Best practices to mitigate seabird by?catch in longline，trawl and gillnet fisheries—efficien?cy and practical applicability［J］.Marine Ecology Prog?ress Series，2011，435：285-303.

［6］榮雷.雙桿作業(yè)受力分析［J］.天津航海，1997（3）：6-8.

［7］劉振亮，佘顯煒，宋偉華.浙江舟山蝦拖網(wǎng)桁桿及叉綱的力學(xué)計(jì)算［J］.浙江海洋學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010，29（2）：108-113.LIU Z L，SHE X W，SONG W H.Calculate the ten?sions acting on the beam and cross ropes of the beam shrimp trawl in Zhoushan Zhejiang［J］.Journal of Zhe?jiang Ocean University（Natural Science），2010，29（2）：108-113（in Chinese）.

［8］汪雅棋，溫華兵，沈超明，等.600t起重船起吊系統(tǒng)強(qiáng)度校核及應(yīng)力測(cè)試分析［J］.起重運(yùn)輸機(jī)械，2010（10）：19-23.WANG Y Q，WEN H B，SHEN C M，et al.Analysis on strength check and stress test for hoisting system of the 600t floating crane［J］.Hoisting and Conveying Ma?chinery，2010（10）：19-23（in Chinese）.

［9］孫永煜.船用輕型和重型單吊桿的受力分析及安全操作［J］.航海技術(shù)，2010（6）：33-35.

［10］王威，湯國(guó)杰，龔少軍.單吊桿的事故案例及千斤索的受力分析［J］.航海技術(shù)，2013（4）：32-33.

［11］黃秋蕓.甲板起重機(jī)吊臂系列化設(shè)計(jì)及系統(tǒng)開發(fā)［D］.鎮(zhèn)江：江蘇科技大學(xué)，2012.HUANG Q Y.Serialization design and system exploi?ration of deck crane boom［D］.Zhenjiang：Jiangsu University of Science and Technology，2012（in Chi?nese）.

［12］季春穎.內(nèi)河船小型吊艇桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度分析［D］.哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)，2012.JI C Y.Structure design and strength analysis of small inland davit pole［D］.Harbin：Harbin Engineering University，2012（in Chinese）.

［13］張紋梅，楊輝.1000t自航起重船設(shè)計(jì)［J］.江蘇船舶，2012，29（3）：12-14.

Twin-truss system design for antarctic krill trawl processing ship

ZHOU Chungkai，WANG Wei
China Ship Development and Design Center，Wuhan 430064，China

Aiming to improve the fishing efficiency of antarctic krill processing ships by averting the potential crushing of krill in the trawl to meet quality requirements,a twin-truss system design is proposed which has higher efficiency compared with the traditional system installed in ships.To simulate this design,an analysis of forces acting on the twin-truss structure is conducted under tethered and operating conditions using the structure model method,and an appropriate distance between trawl winch and truss structure,as well as the range for limiting the distance of the horizontal locating cable and truss structure,are obtained.It can also prevent the truss structure from breaking down,enabling the efficiency of trawling and horizontal locating cables during fishing operations.The simulation shows that the new twin-truss system design can improve the efficiency of trawl processing ships,whilst maintain the safety of the truss structure.This design can provide an optimal solution for the truss systems of national antarctic krill processing ships.

antarctic krill trawl processing ship；twin-truss design；mechanical analysis；trawl

U674.45

：ADOI：10.3969/j.issn.1673-3185.2017.03.013

http://kns.cnki.net/kcms/detail/42.1755.TJ.20170512.1201.016.html期刊網(wǎng)址：www.ship-research.com

周春凱，王威.南極磷蝦拖網(wǎng)加工船雙桁架系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.中國(guó)艦船研究，2017，12（3）：91-97.

ZHOU C K，WANG W.Twin-truss system design for antarctic krill trawl processing ship［J］.Chinese Journal of Ship Research，2017，12（3）：91-97.

2016-10-22< class="emphasis_bold">網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間

時(shí)間：2017-5-12 12:01

國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃資助項(xiàng)目（2012AA092304）

周春凱（通信作者），男，1973年生，碩士，高級(jí)工程師。研究方向：艦船總體設(shè)計(jì)與信息化技術(shù)。E-mail：zhouoldk@126.com

王威，男，1975年生，博士，高級(jí)工程師。研究方向：艦船結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)