某集装箱船下水计算【毕业设计】.doc

1、毕业论文 - 本科 毕业论文 (设计 ) 题 目： 某集装箱船下水计算 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 . 4 1.1 本课题研究的背景及意义 . 4 2 滑道下水布置 . 5 3 下水阶段划分 . 6 3.1 第一阶段 . 6 3.2 第二阶段 . 7 3.3 第三阶段 . 9 3.4 第四阶段 . 10 4 下水曲线计算 . 11 4.1 实船参数 . 11 4.2 下水曲线图 . 12 4.3 下水计算 . 12 4.3.1 邦戎曲线的绘制 . 13 4.3.2 第三阶段的计算 . 36

2、5 滑道压力计算 . 39 5.1 下水第一阶段滑道压力计算 . 39 5.2 下水第二阶段滑道压力计算 . 40 5.3 船艉上浮时前支架压力计算 . 40 6 总结 . 44 7 致谢 . 45 毕业论文 - 某集装箱船下水计算 摘要 本文主要是对某集装箱船进行下水计算，以保证船舶能够安全、稳定的进入指定水域。其主要内容是首先对下水进行分析划分，了解在下水过程中每个阶段的受力情况，在哪些阶段会出现突发状况，所以在计算过程中给予特别的关注。其次通过该船舶的型线图来求得邦戎曲线，并在求的邦戎曲线上求出不同水线的邦 戎值，求得在不同滑程下浮心位置根据船舶静力学的观点计算浮力、重力、船台反力间的各

3、个关系。最后在保证船舶安全下水之后对滑道进行计算以便检验润滑油脂、滑道及前支架是否能承受该项压力。其中邦戎曲线的绘制主要参考船舶静力学和船舶建造工艺学。 关键词 集装箱船；下水计算；邦戎曲线；下水架计算；滑道 毕业论文 - End Launching Calculation of A Container Carrier Abstract In this paper, the calculation of a container ship launching to ensure that the ship can safely and stable access to designated wa

4、ters. The main contents is that the division of ship launching, understand the forces in each stage of the launching process, in which stage there will be sudden, so pay special attention in the calculation process. Followed by the Lines plan to seek Bang Rong curves, then calculate the value of dif

5、ferent waterline in the demand Bang Rong curve. And obtain the center of buoyancy in different sliding, according to ships statics viewpoint computation the relationship between buoyancy, gravity, berth reaction. Calculate the various relationships between buoyancy, gravity, anti-berth force accordi

6、ng to ships statics viewpoint.In which Bang Rong curve draws mainly refer to the ships of statics and the shipbuilding technology. Key Words container carrier, launching calculation, Bonjeans curves, Launching cradle computation, slideway 毕业论文 - 1 绪论 船舶下水是再船舶建造工程大部分完工之后，将船舶建造船台上移至水域的工艺建造过程。因此，这是船舶建造

7、的一项重要组成部分。长期以来，人们对船舶的下水作业十 分重视，为此做了大量的研究工作，并制定了船舶下水的多种方法。但最常用的方法是重力式下水，即船舶在本身重力的作用下沿着船台倾斜滑道滑入水中。重力下水的方式有纵向及横向两种。纵向下水是船体的中纵剖面平行于滑道运动；横向下水是船体的中横剖面平行于滑道下水。船舶纵向下水是我国大、中型船厂中目前仍普遍使用的方法。采用纵向下水的船舶，在上船台安装之前，就咬做下水的预备工作，如龙骨墩的布置，下水滑道的铺设，下水重量及重心位置的计算，预计下水日期等等，并根据这些确定船舶船台施工的完备程度。未来不产生差错，这些工作都要慎重考 虑，并进行细致的计算。长期以来，

8、这种计算工作由手工来完成。由于计算工作量大，所以计算往往比较粗糙，很难实现多方案的计算比较。自从计算机应用于船舶下水以来可进行多方案比较进行优化计算，选择最理想的下水方案。纵向下水计算程序不断改进完善，大大提高了下水工作的可靠性。 1.1 本课题研究的背景及意义 长期以来，国内外的船舶技术人员做了大量的关于下水动力学方面的研究在这方面走在前面的有前苏联的 B， B，谢苗诺夫 张一山斯基、布勃诺夫等提出的一系列下水动力计算经验公式，这些公式经过大量的下水实践检验，具有较高的准确性 ， 上海交通大学提出了无首支架船舶纵向下水的新工艺，翻开了纵向下水的一个新篇章另外津沪等地的造船厂家在大型船舶分段下

9、水、军舰下水等方面做了许多研究工作，极大地推动了船舶纵向下水研究的发展。 水动力在船舶下水中对艉浮至全浮这一段滑程中船体的运动姿态有较大的影响，在下水过程中受到航道测流的影响会令船体侧移，船体将绕艏支点有一横向移动，横向移动过大会导致船体和船台相碰，该文目的是建立一种考虑较为全面的船舶纵向下水计算模型，且该模型较传统的船舶下水计算具有更好的相似性。船舶下水过程是一个很复杂的动力问题。要考虑到有关船 舶的浮性、稳性、阻力、摇摆以及船舶强度等问题，这就牵涉到船舶静力学与船舶动力学。船舶下水具有一定的危险性，如稍有疏忽，就会才造成重大的损失。 毕业论文 - 2 滑道下水布置 纵向下水的设备由固定部分

10、和运动部分组成。固定部分由木方铺成，称为滑道；运动部分在下水过程中与船舶一起滑入水中，称为下水架。下水架的底板称为滑板，在滑板与滑道之间敷有滑油脂，使滑板易于滑动。下水架的两端比较坚固，以支持船体艏艉两端的尖削部分，分别称为前支架及后支架。除上述主要设备外，还有若干辅助设施，诸如：防止船在开始下水之前滑板可能滑动的牵牢装置 ；防止船在下水过程中滑板发生偏斜的导向挡板；使船在下水后能迅速停止于预定位置的制动装置；有时为了使船在开始下水时能迅速滑动，还设有驱动装置等。如下图为纵向下水简图。 图 1 船舶 纵向下水简图 滑道通常采用两条，其中心线之间的距离约为船宽的 1/3，滑道角一般取为 1/12

11、1/24，其具体数值视船的大小而定。小型船舶（ 100m 以下）的为 1/121/15，中型船舶（船长100m200m）的为 1/151/20，大型船舶（ 200m 以上）的为 1/201/24。大船的滑道角一般较小，以免艏部离地过高影响施工。下水架长度约为船长 80%，船体艏艉两端各有 10%左右的长度悬空于下水架之外。下水架底部滑板的支承面积由润滑油脂许可的平均压力（通常为 1520t/m2）来决定。设船体下水的总重量为 W，润滑油脂的许可平均应力为 p，下水架的长度为 l，滑道数为 2，则滑板的支承总面积为 A W/p；下水架底部滑板的宽度为 b=A/2l。 毕业论文 - 3 下水阶段划

12、分 根据船舶下水过程中运动特点、作用力的变化以及可能发生的危险情况，通常把纵向下水分为 4 个阶段进行分析研究，现分述 如下。 3.1 第一阶段 自船舶开始下滑到船体艉端接触水面为止。在这一阶段中，船的运动平行于滑道。 这一阶段作用力有： （ 1）下水重量 W，包括空船重量和下水架重量。重力沿滑道分力为 T=Wsin即为下滑力，垂直于滑道的分力为 N=WCcos 。 （ 2）滑道反作用力 R， R 与 W 在同一作用线上，两者大小相等，方向相反。 （ 3）阻止船体下滑的摩擦力 F=f WCcos ， f 为摩擦系数 ,其数值与润滑油脂的性质及温度有关。 f 又分为静摩擦系数 fs (船在开始滑

13、动时 )和动摩擦系数 fd(船在滑道上运动时 )，通常 f 的数值为 0.03 0.07sf 0.02 0.05df RFTGWCN图 2 岸滑阶段受力分析 综上，船舶在本身重力作用下沿滑道滑动的条件是 sin co sc s cW f W毕业论文 - 或 stg f船舶沿滑道向下运动的条件是：滑道坡度 tg 必须大于静摩擦系数 fs。 在第一阶段中可能出现的 问题是船舶能否滑动。其中的关键是润滑油脂的摩擦系数和承压能力，若润滑剂的摩擦系数过大或承压能力过低，则船舶不能自动下滑，使下水工作遇到故障。这时通常采用机械驱动顶推滑板前端使船舶沿滑道滑动。 3.2 第二阶段 自船体艉端接触水面至船艉开

14、始上浮为止。这一阶段中，船的运动仍平行于滑道。作用力有： （ 1） 船体下水重量 Wc （ 2） 浮力 W （ 3） 滑道反作用力 R 设下水重量、浮力及反作用力的作用点至前支架端点的距离分别为 lG、 lB、 lR ，则在该阶段中力及力矩的平衡方程式为 : RGWClclRlB图 3 入水阶段受力分析 cW w R c G B RW l w l R l 毕业论文 - 在计算浮力及浮心位置时，通常认为下水架的重量、重心与其浮力、浮心相当，因而只需依据邦戎曲线计算船体部分的浮力及浮心位置就行了。 在下水第二阶段中，必须注意是否会发生艉落现象。当船的重心 G 已在底滑道末端之后，而船尾尚未浮起来时

15、，重力对滑道末端的力矩： W c GM W s有使船尾下落的趋势，而浮力对滑道末端的力矩 : BM w s 有阻止船尾下落的作用。 艉落发生时 : B C Gw s W s 因此只要保持 : B C Gw s W s 就可以防止艉落 . SG和 SB分别为重心 G 和浮力 B 至滑道末端的距离。 RGWCBSBSG图 4 尾跌落受力分析 艉落是一种极其危险的现象，船舶在下水过 程中不允许发生。如果计算结果发现可能发生艉落，则因采取措施避免发生这种情况。 （ 1） 增加滑道水下长度； 毕业论文 - （ 2） 增加滑道坡度； （ 3） 在船艏加压载重量，使重心移向船艏，减少重量对滑道末端的力矩；

16、（ 4） 船艉加浮筒、粘救生圈以增大浮力矩； （ 5） 等待涨潮时下水，这相当于增加滑道水下部分的长度； 3.3 第三阶段 自船艉开始上浮至下水架滑板前端离开滑道为止。 船艉上浮时，下水架前端成为支点，因而船艉开始上浮的必要临界条件是： B C Gw l W l 此时力与力矩的平衡方程为： CW w R B C Gw l W l RWClBlG图 5 尾浮阶段受力分析 船艉开始上浮时，滑道反力 R 一般为（ 0.250.3） WC。在理论上 ,此力集中于下水架前支点处，故该处所受瞬间压力很大。船艉上浮时可能出现不利情况有： （ 1） 滑道反力 R 集中作用于下水架前支点处，可能损坏下水设备及船体结构。 （ 2） 当船 舶绕前支点转动时，艏柱底部可能撞击船台，损坏船艏结构和船台 （ 3） 笔者认为当船舶绕前支点转动时，还可能发生横向转动，幅度过大会引起船舷