1、 毕业论文开题报告 船舶与海洋工程 运沙船性能设计 一、 综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义： 运沙船作为一种由来已久的船型，运沙船早在唐朝已经制造，经过宋元明清各代的不断进化和发展，是适应近海多沙龙地区以及内河航行的船种之一。而且运沙船的结构也是因为其运输的货物和航行区域与别的船有明显的不同。 1 运沙船是没有底龙骨的小平底船型。为防止船底在浅水中航行时撞上石块和沉船、铁锚等等 ,在船底左右各设加强筋 ,高出船底 150 200 毫米以保护船底板不受损坏。此构件在造船厂的名称叫“拖泥”。 2 沙船 的舵是有倒圆的，近似方型，舵叶在虚梢上，操作平台上舵座的舵杆后部安装辊式绞辊 1
2、套，滑轮装在上舵叶的横梁上，属升降舵的主要手段，如有浅滩可以将舵下页升至与船底的同一水平线上，照常航行。船底可保护舵的安全而不受损坏。 但是近年来随着中国房地产建设的不断发展，对建材的要求也是与日俱增。其中建筑用的沙子更是供不应求。而大部分的黄沙都是产自江河的中下游，而运砂船由于其装载量大，运输方便，运输成本低等特点成为黄沙运输的主要运输工具。而运沙船的数量和载重吨位都在不断的提高。 随着房地产业的不断发展，沙土石料的需求导致投入 营运的运沙船的数量也是大大增加。但船舶自身的一些不足以及对利益的追求导致的问题也凸显了出来。 船舶超载现象普遍存在，船舶配员严重不足，夫妻船大量存在，船员素质低，许
3、多人没有接受过系统的教育，安全意识淡薄，因此涉及运砂船的事故不断上升。惨痛的事实，血的教训，使我们不得不面对运砂船的营运风险。 在船舶检验的日常工作中发现，投资沙船的大部分是小型的私营经济体或个体户， 经济实力还十分有限，这些船东为了节约投资，其所设计建造的沙船一般较简陋；同时为了多装货， 船主们还常常超载。 因此这类船舶的安全事故也时有发生，虽然 沙船发生事故的原因是多方面的，但船舶设计和建造质量以及日常的使用和维护保养是其至关重要的原因。 近年来，许多的船东为了追求更大的效益，运砂船超载的现象可谓是“不足为奇”了，而超载带来的船舶性能的问题也是越来越明显。由于运沙船自身的特点，往往都是具有
4、大开口的，船舶本身对抗总纵应力的能力就比别的船舶来得小。再加上船舶在超载之后船舶的储备浮力，船舶在波浪中的稳性，以及船舶操纵性都会有很大的不同，对船舶本身性能的影响很大，严重的甚至会造成航运事故。 运沙船的事故这几年真的是“屡见不鲜”了，而 2007 年广东九江大桥 被运沙船撞塌，更是把运沙船推到了风口浪尖。对于运沙船的操纵性等性能也有更高的要求，对运沙船的管理也加强了，有些地方甚至取缔了一些小型的性能不佳的运沙船。面对目前运沙船普遍的超载，船况较差，结构强度差，机械设备老化，技术含量低等问题，也引起了更多的重视，为了解决运沙船出现的种种问题，现在许多先进的技术也用于计算运沙船的性能，加强运沙
5、船在浮性，储备浮力，操纵性，结构强度，稳性等方面的性能。 在运沙船的结构强度方面的研究现在也有了更为先进的技术来进行研究分析，从而能更好的来提高船舶的性能。针对运砂船的结构特点，考 虑了静水压力和波浪水动压力的影响，对运沙船各种危险工况下的总纵强度用有限元进行了分析，找出影响结构强度的关键部位并进行加强，使运沙船总纵强度满足要求。由于现在的运沙船为了节约成本通常在满足规范要求的情况下尽可能的减少结构件的裕度，而在实际的营运过程中却往往是超载运输，使船舶的结构破坏，运沙船的事故也是频发。应用有限元法对其总纵强度进行直接计算分析 , 找出受力较大的区域并采取加强措施 ,使其满足强度要求。 由于运沙
6、船近年来频发事故，我们也对其引起了更加广泛的关注，为了提高运沙船的整体性能，更为合理的对运沙船的结 构进行设计，以保证运沙船在面对实际的运输中所出现的各种各样的问题能很好的解决从而减少各种事故的发生，减少营运风险，保证人身和财产的安全。针对运沙船的特点和所存在的一些问题也有必要进行研究和计算。 对运沙船的性能研究主要是从浮力，稳性（大倾角稳性和小倾角稳性），和快速行等方面进行研究的。 1 浮力 运砂船本身就是扁平的船型，在满载后船舶的储备浮力就是一个问题，在实际的运输中往往看到运沙船的主甲板就是在水线附近的，而且如果在钱塘江等有涌潮的河段运输航行是，如果船舶的储备浮力不够时在面对涌潮时船舶就可
7、能因储备浮力 不够进水而导致沉船事故，而且由于运沙船为了装卸方便往往是大开口但是没有舱口盖的设计，在运输的过程中就要考虑到雨雪天气导致的船舶进水而造成的船舶浮力不够。 2 稳性 针对运砂船自身干舷比较小的特点，就要考虑到船舶在风浪中的稳性了。为了避免船舶进水，减小船舶的纵摇，增加运沙船的大倾角稳性和小倾角稳性就显得更为重要了，也能保证船舶的运输航行安全。 3 快速行 为了能更多的装载货物，运砂船的方形系数通常都是很大的，考虑到船舶的效益，所以对运沙船的快速行也有必要进行研究和计算。减少船舶的阻力，能降低主机的功率，提高运输的 效率从而增加更多的效益。 因此我们有必要对运砂船的各项性能进行研究和
8、计算，相应的来提高和加强运沙船的各项性能，从而减少和避免运沙船事故的发生，保证人身安全减少财产损失。 二、 研究的基本内容，拟解决的主要问题： 1、确定船舶的主尺度 2、型线设计 3、总布置设计 4、静水力性能计算 5、浮态和初稳性计算 6、阻力及有效功率估算 三、 研究步骤、方法及措施： 1、确定主尺度 通过地算来确定船舶的主尺度。 2、型线设计 根据船 舶的主尺度，利用仿氏变换法和母型船型线确定新船的型线。 3、总布置设计 根据设计要求和法规规范进行总布置的设计。 4、静水力性能计算 根据型线图得出的型值对设计船各项静水力性能进行计算。 5、浮态和稳态计算 对设计船载各种装载状态下的浮态和
9、稳性性能进行计算。 6、阻力及有效功率计算 对设计船在不同航速下的阻力及有效功率进行计算。 四、 参考文献 1 杨槐 .沙船的问题和检验 .珠江水运 2005,4（ 2）： 55 58. 2 吴忠华 .运砂船事故多发原因分析及应对措施 .中国水运 .2010， 6（ 3）： 134136. 3 黄永生 ,刘俊梅 .运沙船有限元法总纵强度计算及分析 J 造船技术 2010， 1（ 6）： 46 49. 4 刘烽杰 . 船舶稳性研究 J.中国水运 ,2007,10（ 4）： 174 187. 5 徐家乐，周柏昌，杨银奇 .砂石运输船舶安全管理现状及对策分析 J,中国水运 2009,3（ 4）： 2
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