船舶与海洋工程毕业设计：50米水泥运输船的结构设计.doc

1、毕业生论文 摘要I本科毕业论文（20 届）50 米水泥运输船的结构设计所在学院 专业班级 船舶与海洋工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 毕业生论文 摘要- 2 -摘 要本次毕业设计是对 50m 水泥运输船的结构设计，主要分为以下几个方面来进行设计：一、通过母型船的资料和新船的任务书来确定设计新船的型线图。因为新船任务书要求的主尺度除了船长和型深，其他都相同，而且两者的差距很小。又因为本船基本没有平行中体，所以通过型线比例的变换来改变型值是可行的，然后利用新的型值表来绘制新的型线图，并进行了光顺与协调。二、利用新的型线图和母型船的一些资料来做结构计算。结构计算主要是利用规范的

2、计算选取外板、甲板、型材、上层建筑以及其他构件的规格。由于本船船长小于 65 米，不用进行总纵强度的计算，只需取材的剖面模数大于规范要求的最小剖面模数即可，当然为了满足强度，取材时尽量保守。三、通过型线图和结构计算书以及母型资料来绘制基本结构图、典型横剖面图和横舱壁图。以横舱壁图为例，利用型线图在量取该肋位上的高度和半宽值来确定该横舱壁的外轮廓，再利用结构计算关于舱壁的板厚和型材规格来绘制骨架，绘制过程中参考母型船资料。其他图也基本类似，不一一列举。四、总结设计过程中的一些经验和遇到的困难，以及解决这些问题的方法，为后续结构设计的提供经验。本次设计的新船满足任务书的要求，结构强度的校核也满足文

3、献1的要求。【关键词】 水泥运输船；结构设计；规范设计；尺寸确定毕业生论文 摘要- II -structure designing of 50 meters cement carrierAbstract The graduation design is a structure design of 50m cement carrier, which is mainly divided into the following several aspects in design:First, confirm to design the lines plan of the new ship accord

4、ing to the parent ships data and new ships TOR. Because the new ships TOR requires the rest of the principal dimensions are the same, except the length and depth, which are also required to have a small gap between these two. And because this ship nearly has no parallel middle body, it is feasible t

5、o change lines offsets through copy type transformation, and then draw lines plan using new offsets table.Second, use new lines plan and some information of parent ship to do structural calculation. Structural calculation mainly takes advantages of standard calculation to select shell plating, deck,

6、 bar, superstructure and other construction elements specification. Since the length of this ship is less than 65 meters, longitudinal strengths calculation is not necessary, just make sure that the section modulus for drawing materials is larger than the smallest section modulus. Of course, in orde

7、r to satisfy the intensity, when you are drawing materials, it should be as large as possible.Third, design basic construction plan, model body plan and transverse bulkhead plan, by using lines plan, structure calculations and some parent ship data. Now, take drawing transverse bulkhead plan as an e

8、xample, it uses lines plan on the height and width of lifting this Rib bit to ensure the periphery of transverse bulkhead. Then it uses structural calculation about thickness of plating of bulkhead and bar standard to draw skeleton, with the reference of parent ship during this time. Other plans are

9、 similar and they will not be list here one by one.Fourth, summarize some experience and difficulties met during the design process, and methods to solve these problems, in order to rise experience in structural design. The design of a new ship meet commitments requirements, and profiles checking in

10、tensity and also satisfy the document 1 requirements.【Keywords】cement carrier; Structure design; Standard design; Size determine毕业生论文 目录1目 录摘 要 .I绪 论 .11 总体部分 .21.1 设计要求和母型资料 21.1.1 设计任务书 21.1.2 母型船舱室分布情况 31.1.3 母型船主尺度 41.2 型线生成 42 结构部分 .52.1 结构规范设计计算 52.1.1 外板 52.1.2 甲板 102.1.3 单层底 122.1.4 舷侧骨架 142

11、.1.5 甲板骨架 192.1.6 船端加强 242.1.7 水密舱壁 252.1.8 主机基座 312.1.9 上层建筑 312.2 主要构件汇总 512.3 基本结构图 552.4 典型横剖面图 552.5 横舱壁图 553 总结与讨论 .56参考文献 .58外文翻译 .60毕业生论文 正文1绪 论我国是水泥生产大国，水泥产量多年居世界第一，运输水泥的方式也是各种各样，但是不外乎包装水泥和散装水泥 2。包装水泥由于纸袋破损和纸袋内残留水泥每年的损失在百分之五以上，散装水泥有着运量大、损耗少、成本低、污染少等优点，所以现在水泥的运输是以散装运输为主。运输水泥主要是以船舶运输的，目前我国散装水

12、泥运输系统总体落后，根本无法满足当今水泥运输发展的需要，因此发展散装水泥运输船就变得非常的重要，越来越多的港口相继兴建与不同水泥船相匹配的专用设施，也昭示着我国在散装水泥船运输方面的发展趋势，但是目前发展仍然较为缓慢 3。水泥运输船的结构都是以中小型为主，目前的发展还处于比较初级的阶段。传统的水泥船传统的水泥船只能装运单一的散装水泥，一般为单向运输，以沿海或近洋运输为主，而且为全封闭型，没有舱口盖，货舱底是倾斜的水泥提升机械设备要安装在货舱底部，因此船舶装卸货设备投资大，货舱内设备占据有效舱容大，设备维护保养困难。目前水泥运输船的发展趋势是采用的是气力负压吸附式卸船设备。如果船舶设计成气力式散

13、装水泥船，就既可以装散装水泥，又可装氧化铝等其他细小颗粒散货，以保证返航不会空放，提高经济效益。这种普通散货船和传统水泥船的结合，其显著的特点是平坦的货舱底，有货舱口和舱口盖，有水泥专用装卸设备；既有普通散货船适货性广的特点，清舱后可以装载其它散杂货，可大大降低经营风险，也有传统水泥船自装卸的能力，而无普通散货船适用码头少的限制及传统水泥船不能利用码头现有卸船设备的弊病 4。总而言之，目前国际国内对建材的需求，发展水泥运输船是极其有必要的，而且水泥船的发展趋势是罐装的采用气力负压吸附式卸船设备，和本次毕业设计的课题非常吻合，因此这次设计是符合当今船型发展的需求的。毕业生论文 正文21 总体部分

14、1.1 设计要求和母型资料1.1.1 设计任务书主要参数：船名：50m 水泥运输船航区：类航区船型：钢质、单甲板、单机、单桨、单舵、柴油机驱动的尾机型用途：主要装载散装水泥，并带有装卸设备，装卸效率较高主尺度： 垂线间长 LPP 50.00m 型宽 B 9.00m设计吃水 d 3.20m 型深 D 3.70m船级与船籍：CCS 中国主机：6NSC-M 型船用柴油机 1 台，额定功率 900PS，额定转速 1000r/min航速/功率储备：不低于 10.0kn/15%MCR船体结构(材料结构形式等)：钢质焊接、横骨架结构形式设备要求：按法规和规范要求配置设计内容：结构规范设计：根据规范计算外板、

15、甲板、围板等板材的最小厚度，确定各个板材的厚度；计算各个型材的最小剖面模数确定各种型材的规格，以及各个部位的加强等。相关图纸绘制：根据结构规范设计得到的板材的厚度和型材的规格，参考母型船来绘制性线图、基本结构图、横剖面图、横舱壁图。毕业生论文 正文31.1.2 母型船舱室分布情况表 1-1 舱室划分序号 舱室名称 数量 所在部位1 驾驶室 1 驾驶甲板2 船长室 1 艇甲板3 轮机长室 1 艇甲板4 储物舱 1 艉楼甲板5 储物室 1 主甲板6 餐厅 1 艉楼甲板7 厨房 1 艉楼甲板8 卫生间 1 艉楼甲板9 浴室 1 艉楼甲板10 一人船员室 3 艉楼甲板11 舵机舱 1 4000mm 平

16、台12 锚链舱 1 主甲板13 货舱 6 船底主甲板表 1-2 液体舱序号 名称 储存物 位置 容积 ( m3 )1 艏尖舱 F81艏 16.512 第一压载舱 P&S 海水 F75F81 42.843 第二压载舱 P&S 海水 F52F68 40.084 第三压载舱 P&S 海水 F32F52 54.525 艉尖舱 淡水 F1F5 4.666 燃油舱 P&S 燃油 F24F32 16.667 淡水舱 淡水 F2F7 15.568 锅炉油舱 燃油 F11F14 1.41毕业生论文 正文41.1.3 母型船主尺度主要要素：总长： 51.50m两柱间长： 47.50m型宽： 9.00m型深： 3.

17、65m设计吃水： 3.20m海水排水量： 1017.2t方形系数： 0.718梁拱（主甲板） 0.05m肋距： 0.55m船员 5P主甲板 艉楼甲板 2.05m艉楼甲板 艇甲板 2.00m艇甲板 驾驶甲板 2.00m驾驶甲板 顶甲板 2.20m1.2 型线生成设计船的参数除了船长和型深，其他参数都和母型船相同，且船长和型深都变化很少，且和母型船的设计吃水相同，因此在船宽和船高方向型线可不做改变，只需改变船长方向的数值即可。又因为该船并没有明显的平行中体，不能用加平行中体的方法来增加船长。本设计采用放大船长的比例改变型值，每站位由母型船的 4.75 米变为设计船的 5 米，而由于设计吃水相同，而

18、高度方向缩放的比例一般以设计吃水为准，因此设计船半宽和高度的型值保持不变，船长按比例放大。由于设计船和母型船的长度相差很小，因此新设计的船也能很好地保持母型船的良好的性能，型线图见附图（ZHC433-100-01 ） 。毕业生论文 正文52 结构部分2.1 结构规范设计计算本船为 50 米水泥运输船，为钢质单底尾机舱型船舶。本计算按文献1有关要求进行计算和校核。设计船舶主尺度：总长： 54.00m两柱间长： 50.00m型宽： 9.00m型深： 3.70m设计吃水： 3.20m肋距： 0.55m船员 5P主甲板 艉楼甲板 2.05m艉楼甲板 艇甲板 2.20m艇甲板 驾驶甲板 2.20m驾驶甲

19、板 顶甲板 2.20m2.1.1 外板根据文献5 船长 L 为最小型深 85%处水线总长的 96%，或沿该水线从首柱前缘至舵杆中心线的长度，取其大者。前者的值 L=48.6m，后者 L=50m。因此计算船长取 L=50m。根据文献6：C=0.0412L+4=6.06 =0.2d)2.0,6(1Minh=0.64m )3.,5(2i=0.36d=1.152m =0.0016L+0.5 =0.58mbs毕业生论文 正文62.1.1.1 船底板（1）船中部 0.4L 区域：根据文献1 2.3.1.1、2.3.1.2 船底板是指由平板龙骨至舭列板之间的外板。本船船底为横骨架式时，船中部 0.4L 区域

20、内的船底板厚度 t 应不小于按下列两式计算所得之值(计算时肋骨间距应不小于标准间距) ：bFsEt)170(2.01=0.072 0.58（50+170）/1.15=7.99mm bFhdst)(0.712=7.0 0.5864.23=7.96mm实取 t=9mm式中： s肋骨间距，0.55m，计算时取值应不小于肋骨的标准间距，肋骨标准间距为0.58m，故取 s=0.58m；d吃水，3.2m；L船长，50m；折减系数，取 =1；bFbF，其中， S 为龙骨间距，1.50m ；21sE=0.26C，计算时取不大于 0.2d；hC系数，见规范 2.2.3.1。取 C=6.06。（2）离船端 0.075L 区域内：根据文献1 2.3.1.4 离船端 0.075L 区域内的船底板厚度 t 应不小于按下式计算所得之值：bSsLt)6035.(