1、 本科 毕业论文 (设计 ) 题 目： 4800DWT近海 散 货 船结构强度 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： 东海科学技术 学院本科毕业论文 摘要 1 4800DWT 近海散货船的结构强度计算 摘 要 本次毕业设计是对 4800DWT 近海散货船的结构强度计算，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 宽 ，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
2、，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 的计算选取外板、甲板、型材、上层建筑以及其他构件的规格。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
3、足 规范 的要求。 【关键词】 散货船 ；结构 强度计算 ； 规范 设计；尺寸确定 东海科学技术 学院本科毕业论文 目录 2 structure strength calculation of 4800DWT offshore bulk carrier Abstract The graduation design is a structure strength calculation of 4800DWT offshore bulk carrier, which is mainly divided into the following several aspects in design: Fi
4、rst, confirm to design the lines plan of the new ship according 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 width, which are also required to have a small gap between these two. And because th
5、is ship nearly has no parallel middle body, it is feasible to 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 adva
6、ntages of standard calculation to select shell plating, deck, bar, superstructure and other construction elements specification. 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 drawi
7、ng transverse bulkhead plan as an example, 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 shi
8、p during this time. Other plans are 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 re
9、quirements, and profiles checking intensity and also satisfy the document 1 requirements. 【 Keywords】 bulk carrier; structure strength calculation; standard design; size determine 东海科学技术 学院本科毕业论文 正文 3 目 录 摘 要 . 1 绪 论 . 4 1 总体部分 . 4 1.1 设计要求和母型资料 . 5 1.1.1 设计任务书 . 5 1.1.2 母型船资料 . 5 1.1.3 设计船主尺度估算 . 7
10、 1.2 重量、重心计算 . 7 1.2.1 空船重量估算 . 7 1.2.2 载重量估算 . 8 1.2.3 设计船重心估算 . 9 1.2.4 总布置设计 . 11 1.2.5 舱容校核 . 13 1.2.6 型线设计 . 13 2 结构部分 . 15 2.1 结构规范设计计算 . 15 2.1.1 外板 . 15 2.1.2 甲板 . 19 2.1.3 双层底 . 21 2.1.4 实肋板 . 23 2.1.5 水密肋板 . 23 2.1.6 舷侧骨架 . 25 2.1.7 甲板骨架 . 30 2.1.8 船端加强 . 37 2.1.9 水密舱壁 . 37 2.1.10 主机基座 . 3
11、9 2.1.11 上层建筑 . 39 2.2 主要构件汇总 . 41 2.3 基本结构图 . 44 2.4 典型横剖面图 . 44 2.5 横舱壁图 . 44 2.6 中剖面模数计算 . 45 2.7 总纵强度校 核 . 46 3 总结部分 . 47 3.1 设计船总结 . 47 3.2 设计船舶说明书 . 48 致谢词 . 54 4 参考文献 . 55 东海科学技术 学院本科毕业论文 正文 4 绪 论 在国际航运业中 ,散货和液货运输占货物运输的 70 %以上。由于运量大、货源充足、航线固定、装卸效率高等因素 ,散货船及液货船能获得良好的经济效益 ,成为运输船舶的主力军。这类船舶目前的发展趋
12、势大致是船种标准化、系列化 ,其中散货船主要船种是好望角型(CAPESIZE) 、巴拿马型 ( PANA2MAX) 、灵便型 ( HANDYMAX) 等。这类船舶的船长趋 向缩短 ,船宽和型深增加 ,长宽比 L/ B 相应下降 ,灵便型 L / B 约在 5. 5 5. 8 之间 ,船体短肥 ,但载重量和航速却不断地增加 ,而且由于船级社协会等机构对船体安全性问题越来越重视 ,各种新要求和规则不断推出 ,船体的空船重量也不断增加。因此研究这一类标准化系列化船型的快速性、操纵性、适航性、船体结构的安全性、防污染性能以及综合节能等 ,是目前航运界和造船界一个相当重要的课题 ,目的是追求船舶营运的经
13、济性 ,降低造价 ,使船东以最小的初投资获得最大的经济效益。 据有关部门对近年来全球海运量增长分析 :铁、矿石、煤 、谷物等增 3%左右。从上可以看出货船的需求会不断增加。货船成为中国船舶建造市场的主要船型。海上货船从最初的 6 万载重吨级，发展到 7.5-8万载重吨级 ,最近开发的好望角型超大型散货船达 17-23万载重吨级。但是本人这次设计得是 5000 吨级得近海货船，随着国际航运业的发展，也会带动国内航运业，近海散货船会再将来的船舶市场占有重要的一席之地。 货船和集装箱船是当今船舶制造业的两大船类，货船要与集装箱船匹敌，就应该向大型化、便捷化和新颖化来吸引顾客。对于近海船舶我设计 50
14、00 吨的货船已是大型化的了 ,它所装的货物煤炭 、粮食和袋装水泥等密度和重量都是比较大的。设计得货船的货舱应有足够的强度 ,具有较强的防撞性能。在装货的位置又双层底结构。货舱结构布置应该紧凑，留下足够的空间来装货，加强运输的经济性。钢材价格比较昂贵的今天，船体总布置应合理化，在不影响强度的情况下，尽量节省钢料。现在船舶市场上货船的船型多种多样，设计一条具有吸引的货船具有挑战性，这也是对我的一个促动。同时，货船订单的行情也是比较好的，设计货船对将来自己的发展奠定一定的基础。 本次设计主要从货船的经济性与安全性出发 ,应用母型船改造的方法，由于在此之前收集了大 量的资料，型船的资料包括主要要素、
15、载重量、舱容、主机参数、总布置图、及型线图等等，为了能达到对新船的改进，还考虑了新技术、新设备、新工艺、新材料在新船上的运用，由于时间上的原因关于新技术、新设备、新工艺、新材料的资料大多由网上取得，此外对航线、航道、港口、货船码头、以及相关的市场信息进行了调查研究，务必使新船满足各方面的要求。在货船需求量逐渐增加的今天，我们更应使船的设计更具合理化、人性化、环保化。 1 总体部分 东海科学技术 学院本科毕业论文 正文 5 船舶设计的主要特点是船舶是由许多子系统组成的一个大系统，船舶设计需要兼顾多方面的相互冲 突的要求。一般包括的子系统有船体、结构、货物装卸和配载、主机和控制、防火、救生等等。而
16、其中船舶总体设计、结构设计是本毕业设计课题中最为关键的部分。本船采用母型改造法进行设计，因此，在开始时分析任务书和相关资料的基础上作出准确船舶主 3参数确定等船体特征的把握就显得尤为重要。 1.1 设计要求和母型资料 1.1.1 设计任务书 船名： 4800DWT 散货船 航区： II 类 船型特征： 本船为钢质，单甲板，货舱区域及机舱局部设有双层底，货舱区域舷侧为双壳结构，单桨、单舵、单机，艉机型柴油机推进的近海航区 4800DWT 近 海散货船 。本船具有球艏。有艏楼和艉楼， 两 个货舱 。 用途： 用于装运 粮食谷物、 煤矿、铁矿等各类散装 货物 主尺度 ： 总长 LoA 97m 垂线间
17、长 Lpp 90m 型宽 B 14.0m 型深 D 7.20m 吃水 d 5.95m 方形系数 Cb 0.8159 排水量 6500.0t 船员 14 人 载货量 4800 t 船级与船籍 ： 非国际 主机： 8320 船用柴油机 1 台，额定功率 2060KW，额定转速 525r/min，干重： 30000kg，耗油率： 203g/kWh，尺寸（长 宽 高）： 601018183480mm 齿轮箱： GWC52.59 船用齿轮箱 1 台，减速比 3.5251： 1，重： 8920kg。 航速 /功率储备： 不低于 12.0Kn/10%MCR 续航力 /自持力： 2000 海里 船体结构（材料
18、、结构形式等）：钢质焊接，纵、横混合骨架形式 总布置要求：本船主船体内设置淡水舱、机舱、压载水舱、货舱、燃油舱、主机舱等；尾甲板上设置有厨房、船员室、餐厅、辅机室、卫生间、驾驶室等。 1.1.2 母型船资料 东海科学技术 学院本科毕业论文 正文 6 总 长 LOA 99.40 m 两柱间长 Lpp 92.20 m 型 宽 B 14.50 m 型 深 D 7.20 m 设计吃水 d 5.95 m 肋 距 S 0.60 m 其中 #57#105 0.65 m 纵骨间距 S 0.625 m 设计排水量 6680.0 t 载货量 DW 4970 t 方形系数 Cb 0.8159 棱形系数 CP 0.8
19、315 水线面系数 CWP 0.9213 舯剖面系数 Cm 0.9812 浮心距舯 Xb 2.238 m 漂心距舯 Xr -1.002 m L/B=6.36 5 B/D=2.01 2.5 NO1 货船 :lH/lHB= 0.77 0.7 b/B = 0.724 0.6 NO2 货舱 :lH/lHB= 0.86 0.7 b/B = 0.724 0.6 甲板间高度 : 主 甲 板 艉楼甲板 2.40m 艉楼甲板 救生甲板 2.40m 救生甲板 驾驶甲板 2.40m 驾驶甲板 罗经甲板 2.50m 主 甲 板 艏楼甲板 2.10m 平台甲板高度 4.75m 双层底 1.20m 东海科学技术 学院本科
20、毕业论文 正文 7 1.1.3 设计船主尺度 估算 取： Lpp=90m B=14m d=5.95m 据此计算设计排水量 =k LppB dCb=1.0061.025901 45.950.8159=6307.34m3 1.2 重量、重心计算 1.2.1 空船重量估算 1、船体钢料的估算： 查表 3.2.3（船舶设计原理），取船体钢料与空船重量之比为： 0.59 母型船空船重量为： 1365.0T 则母型船船体钢 料的重量为： WHO=0.591 365.0=805.35T 根据公式 3.2.4（船舶设计原理） 系数 CH1= OOOHODBLW= 2.75.142.92 35.805 =0.0
21、837 WH= CH1LBD=0.08379 01 47.2=759.03T 2、舾装重量的估算： 查表 3.2.3（船舶设计原理），取舾装重量与空船质量之比为： 0.32 则母型船舾装重量的重量为： WO0=0.321 365.0=436.8T 根据公式 3.2.4（船舶设计原理） 系数 CO1= OOOODBLW0= 2.75.142.92 8.436 =0.0454 WO= CO1LBD=0.04549 01 47.2=411.67T 3、机电设备的重量： 取与母型船大体相同的机电设备，所以取新船的机电设备重量为： WM=1365.0(1-0.59-0.32)=122.85T 空船重量为
22、： LW= WH+ WO+ WM=759.03+436.8+122.85=1318.7T 东海科学技术 学院本科毕业论文 正文 8 1.2.2 载重量估算 船员及行李： t68.1)5565(14 ； 食品及淡水 : 总储备量 =自持力（ d）人员数定量（食品定量淡水定量） t996.30)1805.4(1412 （出港） t0996.3%10996.30 (到港 )； 燃油 : tktPgW oF 1 8 4.98101.110/2 0 0 07 3 5.02 2 0 020.1102 3 010 3331 (出港 ) t8184.9%10184.98 (到港 )； 润滑油： tWW FL
23、927.3184.9804.0 ； 备用、供应品重量： t183.1186.1397%8.0 （出港） t1 1 8 3.11 8 3.11%10 （到港）； t97.1 4 51 8 3.119 2 7.31 8 4.989 9 6.3068.1 。 tDW 97.4 9 4 597.1 4 54 8 0 0 ， 船舶的总重量为 tDWLW 0 0 6.6 2 7 43 0 6.4 9 5 57.1 3 1 8 ， 通过计算 本船的 设计 排水量为 t34.6307 ， 船舶排水量略大于船体总重量，排水量略有裕度，因此确定的主尺度基本符合要求。 东海科学技术 学院本科毕业论文 正文 9 1.
24、2.3 设计船重心估算 在船舶的各个设计阶段，重量和重心的估算或计算都是一项必不可少的重要工作。它随着设计阶段的不断深入，逐步近似，由粗略到精确。 设计船的重心有多种情况：计算时取满载出港，满载到港，压载出港，压载到港四种典型 状态。现列表 1 2,1 3,1 4,1 5 计算如下： 表 1-1 满载出港重量重心计算表 序号 项 目 重 量（吨） 垂 向 纵 向 距基线 距 舯 （前） 距 舯 （后） 力臂（米） 力矩 （吨米） 力臂（米） 力矩 （吨米） 力臂（米） 力矩 （吨米） 1 空船 1318.7 3.68 4852.816 4.43 4852.816 2 船员及行 李 1.68 7
25、.1 11.928 40 11.928 3 燃油 98.18 4.25 417.265 30.5 417.265 4 尾部淡水 30.24 3.86 116.726 44.55 116.7264 5 货物 4800 4.2 20160 1.84 2064 6 食品 0.756 7.1 5.3676 31.85 5.3676 7 备品、供应 品 11.183 3.2 35.7856 35.6 35.7856 6260.739 4.089 25599.89 0.54 3375.8886 表 1-2 满载到港重量重心计算表 序号 项 目 重 量（吨） 垂 向 纵 向 距 基 线 距 舯 （前） 距
26、舯 （后） 力臂（米） 力矩 （吨米） 力臂（米） 力矩（吨 米） 力臂（米） 力矩（吨 米） 1 空 船 1318.7 3.68 4852.816 4.43 5841.841 2 船员及行李 1.68 7.1 11.928 40 67.2 3 燃 油 9.818 4.25 41.727 30.5 299.449 4 尾 部 淡 水 3.024 3.86 11.673 44.55 134.7192 5 货 物 4800 4.2 20160 0.43 2064 6 食 品 0.0756 7.1 0.537 31.85 2.40786 7 备品、供应 品 1.183 3.2 3.7856 35.6 42.1148 6135.327 4.089 25082.4655 0.705 4323.73186
