2000DWT沿海散货船方案设计【毕业设计】.doc

1、毕业论文 - 本科 毕业论文 (设计 ) 题 目： 2000DWT沿海散货船方案设计 学 院： 学生姓名： 专 业： 船舶与海洋工程 班 级： 指导教师： 起 止 日期： 毕业论文 - 目录 摘要 . 1 1.绪论 . 3 1.1 任务书分析 . 3 1.2 选择主尺度时考虑的主要因素 . 4 1.3 本论文主要的工作 . 6 2.主要要素确定 . 6 2.1 设计船主要要素 . 7 2.2 载重量计算 . 8 2.3 性能初步校核 . 10 2.4 干舷计算 . 10 3.总布置设计 . 12 3.1 总布置特点 . 12 3.2 总体规划 . 13 3.3 总布置概况 . 14 3.4 总

2、布置图 . 17 4.型线设计 . 18 4.1 型线设计思想 . 18 4.2 型线设计的方法 . 18 4.3 型线图 . 18 5.静水力计算 . 19 5.1 静水力计算内容 . 19 5.2 静水力曲线图 . 20 6.船体结构设计 . 23 6.1 设计船结构要求 . 23 6.2 船体结构尺寸确定 . 23 毕业论文 - 6.3 船体构件汇总 . 37 表 6-1 船体构件汇总 . 37 6.4 总纵强度校核 . 38 表 6-2 总纵强度校核 . 38 6.5 横剖面图 . 39 7.总结 . 40 致谢 . 41 参考文献 . 42 附表 设计船静水力计算表 . 43 毕业论

3、文 - 2000DWT 沿海散货船方案设计 摘要 本文主要对 2000DWT 沿海散货船进行方案设计。内容主要包括性能计算、结构部分和总布置设计。其中性能计算部分，主要参照船舶设计原理，通过对母型船型线的修改、静水力计算，完成型线图、静水力曲线图的绘制；结构部分主要根据“钢质海船入级与建造规范”（ 2006）的有关要求对各主要构件进行强度校核并确定主要 构件尺寸，列表汇总；总布置设计主要是根据船舶设计原理相关内容，在以上性能计算、图谱绘制及结构部分计算的基础上，在满足营运要求和保证船的航行性能和安全型的前提下，对船舶的整体进行合理的布置，并最终完成总布置图的绘制。 通过本文的计算研究，初步确定

4、了该散货船的型线图、主要构件、总布置图等内容，最终完成该船型的方案设计。 关键词 沿海散货船；性能计算；总布置图；方案设计 毕业论文 - Project Design on 2000 DWT coastal bulk carriers AbstractIn the paper, the author will conduct a project design on 2000 DWT coastal bulk carriers. This paper consists of performance calculation, structure division and general layou

5、t design. In the part of performance calculation, referring to the Principles of Ship Designing, the author completes the design of molded lines, hydrostatic curves by means of modifying the hull line of parent ship, hydraulic computation, hull resistance and effective power calculation as well as c

6、alculation of hydraulic performance. In accordance with the Rules and Regulations for the Construction and Classification of Sea Going Steel Ships (2006), the section of structure devision includes the check on primary members of parent ship in the purpose of determining the main scantling and the r

7、esults are summarized in sheets. On the basis of the above calculations and graph drawing as well as in light of the related parts in the Principles of Ship Designing, meeting the operation requirements and guaranteeing the shipping performance and safety, the author makes logical settings on the ge

8、neral layout of the ship and finally accomplishes the general layout. In this paper, through the calculation study, the author makes a preliminary conclusion of the molded lines, primary members and general layout, thus contributing to a complete project design on large river-sea shallow-draft ships

9、. Key Words coastal bulk carriers; performance calculation; general layout; project design 毕业论文 - 1.绪论 1.1 任务书分析 1.1.1 前景 受“中国因素”推动，近几年干散货运输一直处于繁荣时期。 2005 年由 于我国的宏观调控影响，当年的干散货市场出现了回调，但 2006 年市场需求出现了见底回升态势。中国的铁矿石进口是干散货市场的最大驱动力。预计未来全球干散货运力的年增速在 3-5%之间，其中以中国的铁矿石和煤炭的进出口带来的增长使得其增速高于干散货的平均增速。 1.1.2 此类船的特点

10、 1）船型为中机或尾机型。 2）主要尺度的吃水，受各停靠港口航道及码头前沿水深的限制较大。散货船主要是以装干散货为主，属于载重型船舶，舱容是主要矛盾。在各种影响因素中，型深对舱容影响最大。 3）货舱与货舱口：为便于装卸，舱口数与货舱 数相同，有顶边舱和底边舱，舱口在能满足强度要求的前提下应尽可能大。 1.1.3 设计中应解决的中心问题 本船是一条运输船舶，应满足任务书所规定的各项要求，使本船在技术上具有必要的能力，从而保证其运输任务的完成，这是设计本船时首先考虑的因素。本船为柴油机驱动钢质、单机单桨散货船，除在设计过程中应保证船舶的舱容和安全性外，在还应保证船舶有一定的首尾吃水，以避免螺旋桨在

11、风浪中发生飞车，船首出现严重砰击现象。因本船为散货船，属于载重型船舶，应首先考虑载货量和舱容对其主尺度的限制，另外，在本船设计中特别注意降低造价， 降低消耗，提高运输能力，以最少的投资获得最大的运输能力，提高本船的经济性。 1.1.4 妥善处理船舶快速性与经济性的矛盾 在本船主尺度确定时，为提高其经济性，从以下两个方面去注意： 第一，在满足载货量要求的情况下，力求减小其主要尺度，特别应力求缩短船长，以便减少船体钢料的消耗量，降低造价。 第二，在设计中应使设计船达到设计任务书中规定航速要求的同时，力求所选择的主机功率最小 ,这样船舶造价也相对减少。在主机功率一定的情况下，应力求获得较高的航速，以

12、便缩短航次的航行时间，增加年航次数，从而提高运输能力。毕业论文 - 1.1.5 本船的一些设计思想 （ 1）机舱布置在尾部，能更好地利用甲板面积和舱容，缩短轴系长度，减小主机功率在传递上的损失。 （ 2）为了防止货物的滑移，增加空载吃水，货舱区设有顶边压载水舱和底边压载水舱，在双层底内设有底压载水舱。 （ 3）为了尽可能增大舱容，采用单壳结构。 1.2 选择主尺度时考虑的主要因素 在 选择 主尺度 时 ，必 须 全面地考 虑 船舶的各 项 技 术 性能、 经济 性与主尺度之 间 的 关 系，同 时还 要注意到各个主尺度 对 技 术 、 经济 指 标 的影响程度。 选择 主尺度 时 需要考 虑

13、的因素很多， 关 系也比 较复杂 。在 设计 的初始 阶 段，有些因素尽管也比 较 重要，但 对 此要求作 详细 的考 虑 是困 难 的，因 为仅 从主尺度 选择 方面 还 不能 对 此作出有效的判断。例如干 货 船的船长对破 舱稳 性的影响，在具体的分 舱 和型 线 以及装 载 状态确定之前， 还难 以判断出所 选择 的船 长是否影响到 破舱稳 性不能 满 足法 规 的要求。此外，有些影响因素除了通 过 主尺度 选择 来加以考 虑 以外，也可以采取其他的技 术 措施来解决， 这种 技 术 措施也 许 比用改 变 主尺度来解决更有效， 对 其他因素的影响更小。所以在方案构思 过 程中，初 步选

14、择 主尺度 时 一般且最基本的因素出 发 来考 虑 因 对 此作以下 说 明。 （ 1） 船长（ L） 在 满 足船 长 尺度限制的条件下 .初始 选择 船 长 可以从浮力、 总 布置 (舱 容和布置地位 )、快速性这三个最基本的因素来考 虑 。 对 于 载 重型船舶， 还 可以首先从浮力和快速性两个方面来考 虑 。 对 于布置地位重要的船可以首先且布置地位和快速性两个方面采考 虑 。 从快速性方面看，在一定的排水量和航速下，随着船长的增加 (Cb、 B和 d相 应 减小 )，剩余阻力因 Fn 减 小和船体 变 得更瘦 长 而减小 .摩擦阻力因湿面 积 增大而增加。一般来 说 ， 总 阻力减小

15、的程度和 规律 与航速 (V) 以及 Cb、 B和 d修改的情况有 关 。例如 B和 d不 变 ，增加 L减小 Cb，在航速 较 高 时总 阻力减小会很 显 著。但是，船长的增加会引 起空船重量 较 多的增加，如果在一定的 载 重量要求下，船 长 增加后排水量 应 相 应 增加，所以总阻力最低的船长会减小，或者说总 阻力减小的程度会减 缓 。 从 经济 性方面考 虑 ，各主尺度中船 长 的增加 对 空船重量特 别 是船体 钢 料 )的影响最大，L大造价增加。 虽 然取 较 大的 L时 阻力性能可能有利，可 节 省燃制 开 支，但一般来 说 ，船长增加对 综 合 经济 性指 标 的不利影响且是比

16、 较 大的。所 谓 “经济 船 长 “的概在就是从 经济 性有利的方面来 选择 船 长 。 毕业论文 - 船 长对 耐波性、操 纵 性、破 舱稳 性、总 纵强 度等方面的影响都是比 较 大的。考 虑这 些因素 时 ， 应 根据船型特点和使用要求，按各因素 的相 对 重要程度，有所 侧 重地加以考 虑 。例如，对 于船 长 接近航行区域波 长 的小型船舶，船 长对纵摇 、升沉以及波浪中的失速影响 较 大，在这种 情况下 对 耐波性要求高的船舶如客船等适当增加船 长 ，有利于改善耐波性，对回 转性能要求高的船 (如港作拖船 )则应 取 较 短的船 长 。 （ 2） 船宽（ B） 在 满 足船 宽

17、尺度限制的条件下， 选择 船 宽时 首先考 虑 的基本因素是浮力、总布置 (舱 容及布置地位 )和初 稳 性高 (上、下限要求 )。最小船 宽 常由 稳 性下限条件和总布置要求所决定， 这对 于小型船舶和布置地位型船舶尤其是 这样 。 因船 宽对 空船重量的影响程度小于船 长 ，故 从降低造价方面考 虑 ，在同 样满 足 浮 力和布置地位的前提下，以减小 L、增大 B有利。但 B过 大 (L/B太小 )会造成快速性上的 损 失 (包括 风 浪中的阻力增加 )。此外 B太大 还 可能会使初 稳 性高 过 大， 导 致横 摇 加 剧 ，特 别 是吃水受限制情况下， B/d 过 大更是如此。因此，

18、选择 B时 ， 还应 与 L和 d的 选择结 合起来考 虑 ，使 L/B和 B/d参数在一个比 较 合适的范 围 内。 从快速性方面考 虑 ，如果 Cb相 对 于 Fn 的合理配合 值 偏大 时 ，适当增加 B以减小 Cb，在阻力上一般是有利的。 在吃水受限制的情况下 为 了 满 足浮力的要求，常不得不采用 较 大的船 宽 。 这种 船称 为宽浅吃水船 (也 称 浅吃水船 )。 （ 3） 吃水（ d） 设计 吃水的 选择 主要从浮力及保 证 螺旋 浆 有适宜的直径 这 两个方面来考 虑 。从 浮 力方面看，用增加吃水来减小 Cb或 B及 L， 对 快速性和减 轻 空船重量等 许 多方面都是有利

19、的，当然减小 B和 L都 应满 足 稳 性和布置地位等有 关 的要求。所以，如果吃水不受限制， 对载 重型船舶，取适当大的吃水一般是有利的；如果吃水受限制，在不影响 L和 B满 足其他要求的情况下吃水的 选择一 般 总 是用足所 给 定的限制条件。吃水的大小与螺旋浆直径有直接的 关 系，按一般巡洋 舰 尾 设计 船尾型 线 ，允 许 的螺旋 浆 最大直径 约为 吃水的 70% 左 右。如果吃水太小， 对浆 的直径限制太大，会 严 重影响推 进 效率。 （ 4） 型深（ D） 型深的 选择 ，可按以下两 种 情况 来 考 虑 。 a） 对 于 载 重型船舶， 舱 容要求不高 时 (如要求的 积载

20、 因素小于 1.4) ，型深可先按最小干舷的要求来 选择 ，然后通 过 校核 舱 容和考 虑 其他因素来确定。如果舶容要求高 (装 载轻货 )，型深可以先从 满 足 舱 容要求的角度来 选 取。在主尺度中，型深的增加 对 空船重量的影响比增毕业论文 - 大 L和 B要小得多。在性能方面，除了 稳 性以外型深增加 对 其他性能基本上没有太大的影响。 b） 对 于有布置地位要求的船舶，型深取决于舱内的布置地位 ，如集装箱船 舱 内集装箱的层数，客船、滚装船上甲板以下各 层 甲板 间 的高度等。小型船舶要注意主机吊缸高度 对 型 深的要求。无 论 何 种 船舶，型深的 选择 都要 满 足最小干舷的要

21、求。 1.3 本论文主要的工作 （ 1）根据母型船数据计算出船舶的主尺度； （ 2）计算设计船的浮性、舱容和干舷等性能； （ 3）根据母型改造法画出型线图； （ 4）总布置图设计； （ 5） 根据型线图计算静水力并画出静水力曲线图； （ 6）进行结构设计。 2.主要要素确定 毕业论文 - 2.1 设计船主要要素 2.1.1 确定主尺度 的思想 船舶主尺度是描述船舶几何特征的最基本的参数，主尺度对船舶的运载能力、航行性能、操作使用和船舶的经济性等都有重要的影响。合理的选择和确定主尺度是船舶总体设计中最基本最重要的工作之一，也是开展各项具体设计工作的基础。因此在新船设计初始阶段的总体设计方案构思中

22、，主尺度的选择是首先要考虑的问题。由于选择主尺度要涉及新船设计的各个方面，在初始阶段许多因素还不能确定，所以对主尺度只能进行一些基本的考虑和初步的选择，在设计深入以后逐步完善和最终确定，当然在初步选择主尺度时相关方面的因素考虑周到，矛盾解决合理那么后 续的设计进展会比较顺利。如果到后期才发现问题而必须修改的尺度，那么设计工作的返工量就很大。 船舶主尺度是指船长，型宽，型深和设计吃水，通常把方形系数及主尺度比参数也归为主尺度的范围。习惯上把主尺度、排水量、载重量、航速、主机功率和船员人数等统称为船舶主要要素。本船设计时主要参考优良母型船，并从中选取合适的载重量系数，大致估计出排水量，再利用经验公

23、式求出主尺度。 2.1.2确定设计船的主要要素 （ 1）船型、航区和用途 本船为钢质， 纵、横混合骨架形式 ，双底，单壳，艉机型，柴油机推进的沿海航区货船。航区为 近海航区 。 可以装载一般干杂货物，也可装运煤、粮食等。 （ 2）载重量和积载因素 本船的载重量为 2000T，积载因素为 1.3。 （ 3）主尺度的确定 母型船主尺度： LOA： 92.00m Lpp： 87.00m B： 13.00m D： 7.00m d: 5.00m Cb： 0.853 :4944t 母型船的载重量系数为 DW = 4000/4944 = 0.809 设计船 取与母型船一样的载重量系数，则设计船的排水量为 =DW/ DW =2000/0.809=2472 t 初步确定设计 船的主尺度如下： a)船长 LOA = LOA 0 ( / 0) 1/3=92（ 4944/2472） 1/3=73.02 m 取 LOA =73.00 m b)垂线间长 Lpp=Lpp0 ( / 0) 1/3=87（ 4944/2472） 1/3=69.05 m