1、 1 毕业论文开题报告 船舶与海洋工程 3800马力 全回转拖轮 结构设计 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义： (一 )国内外研究动态 建国初期，营运船舶大多是几千吨级杂货船，万吨级船舶非常少见，拖轮大多是功率几百匹马力的蒸汽机、单桨、单舵型。船舶进出港几乎是靠大船自身的能力（车、舵、锚、缆）靠离泊。拖轮在船舶进出港操作中作用甚微。上世纪 6、 70 年代至 80年代初，营运船舶的主船型达到了 1.5 万吨级至 3.5 万吨级。拖轮以国产 1 670（ HP）单车、单桨、单舵为主型 ， 船舶进出港操作中除靠大 船自身能力外，拖轮可以起到一定的顶拖作用。九十年代至今，营运船舶主
2、船型达到了 3.5 万吨级至 30 万吨级。拖轮以 20005200HP 全回转型为主体，在船舶进出港操作中起着不可替代的作用 。 随着我国海运业务的快速发展，拖轮在大型船舶进出港操纵中的作用愈显突出 。 1自上世纪 80年代以来 ,全回转拖轮被广泛地应用于港口作业 ,特别是港口内部的大型船舶调头 ， 大船靠离泊等。其操纵灵活 ,安全可靠的优越性已显露无疑 ,并得到了广泛的认同 ,已经全取代了原来的普通型拖轮 。 2 (二 )选题的依据和意义 全回转拖轮 即 ZP 型拖轮 ,配备 2 个 Z 型推进器 , 英文称 duckpeller , 通常称为D/ P。 D/ P 系统主要由旋转机、离合器
3、和液压操纵装置 3 部分组成。其功能是实现由船舶主机至螺旋桨的动力传输以及螺旋桨和导流管的 360回转。所以全回转拖轮具有较为明显的特能 : (1) 操纵系统简单。在主机运转状态下 ,改变螺旋浆角度即能达到控制船速和改变运动的方向 ,特别是对倒车的过渡省去了主机的换向 ,大大缩短了时间。 (2) 马力大、船舶长度小 ,再加上平滑的船底 ,确定了全回转拖轮操作灵活的特性。 (3) 旋回性能好。快速的原地掉头 ,旋回圈进距、横距为零 ,转向 180只需 10 - 15s ,比传统的单车船节省一半以上。 (4) 船舶能够横向移动。当左右螺旋桨分别向前转动一个角度后 ,再加上车的配合 ,2 拖轮在转船
4、力矩和尾部的横向分力的作用下开始做横移运动。 (5) 稳性好。全回转拖轮的稳心比一般拖轮高 ,并且由于其以首拖为主 ,消除了拖轮使用拖钩所引起的横倾力矩 ,使全回转拖轮倾侧和倾覆的可能性大大减小 ,使拖轮的安全有了保障。 (6) 舵效好。全回转拖轮的螺旋浆可任意转动 ,这就不需要通过舵 来取得舵力 ,大大地提高了舵效 ,同时又不受最大有效舵角 35的限制 ,左右螺旋浆同时转动和首尾线成90 ,使转船力矩达到最大。 (7) 使用方便。顶推时不用带缆即可作业 ,且顶推位置可随意变换。进车和倒车的拖力相差不大 ,因其拖缆是在船头的绞缆机上且收放自如 ,在顶拖大船时可随时调整拖缆长度 ,并可向各个方向
5、施力。 (8) 视野开阔。在驾驶台的操作部位 ,不用移动太多的距离 ,即可看见本船船头和船尾 ,方便拖轮驾驶员了解本船周围情况。 3 随着船舶事业的发展、计算理论及计算手段的更新 ,船舶结构设计的理论 和方法也在不断地更新发展。不论是规范法设计还是计算法设计 ,半概率的直接计算法还是概率设计计算法 , 都是在安全适用的前提下寻求最大的经济效益 ,即船舶结构优化设计问题。船舶结构优化设计在于寻求既安全又经济的结构形式 ,而结构形式包括了尺寸、形式和拓扑等信息。其目标是求解具有最小重量的结构 ,同时必须满足一定的约束条件 ,以获得最佳的静力或动力形态特性。 5 随着船舶行业的蒸蒸日上，拖轮的使用日
6、益广泛，使拖轮结构的优化设计显得更为重要。 寻求合理的结构形式和适当的结构尺寸 ,使船体结构在满足强度、刚度、稳性及频率等条件 下具有较好的力学性能、工艺性能、经济性能及使用性能。 本课题的 任务是利用最优化技术 ,在满足设计约束条件寻求一个最优的设计方案。 二、研究的基本内容，拟解决的主要问题： （一）研究的基本内容 3800 马力全回转拖轮结构设计 （二）拟解决的主要问题 1、 熟悉全回转拖轮的结构特点 ； 3 2、 依据规范和全回转拖轮的性能特点进行结构强度计算 ； 3、 利用最优化技术 ,在满足设计约束条件寻求一个最优的设计方案 。 三、 研究步骤、方法及措施： 研究步骤 方法及措施
7、1.熟悉全回转拖轮的结构特点 参考母型船资料 2.依据规范和全回转拖 轮的性能特点进行结构强度计算 参照 2006 钢制海船入级 规范 3.利用最优化技术 ,在满足设计约束条件寻求一个最优的设计方案 根据结构 设计 计算书和基本结构图 四 参考文献 1 兰朋学 .在船舶进出港操纵过程中发挥好拖轮的作用 J.中国港口 ,2009， 28（ 07） :48-53 2 王广成 .全回转拖轮在港口作业中的应用 J. 天津航海 , 2005,27(03):9-11 3 冯志东 .全回转拖轮的应用 J.天津航海 , 2003,10(04):3-8 4 俞嘉虎 .基于 CCS 规范船体结构设计中几个要点的处
8、理 J.重庆交通学院学报 ， 2005,24（ 05） :150-152 5 陈吉 .全回转拖轮的耐波性分析 J.船海工程 .2006,174(05):10-14 五、 研究工作进度： 进度 任务 2011.01.01-2011.02.25 看相关书籍和资料，积累相关知识，完成开题报告、文献综述、外文翻译； 2011.02.25-2011.03.01 熟悉任务书，进行资料收集，初定方案； 2011.03.01-2011.04.15 设计方案的设计 2011.04.15-2011.06.01 结构分析与优化 2011.06.01-2011.06.10 完善 毕业论文、设计图纸与论文打印，装订 ，整理成稿、制作 PPT文件、准备毕业答辩。 4
