1、东海科学技术学院本科毕业论文 摘要 I 本科 毕业论文 (设计 ) 题 目： 58000DWT 散货船结构强度设计 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 II 58000DWT 散货船结构强度设计 摘 要 本文主要介绍了采用规范法设计进行 58000DWT 散货船的结构强度设计，设计结果满足钢质海船入级规范（ 2006）。本次设计船的主尺度满足设计任务书的要求，大体上可以分为五个部分，一、任务分析，包括设计要求和母型资料；二、型线设计，主要包括型线图的作用和意 义，采用母型改造法得出新船型线图和型值表，绘制型线
2、图的过程以及遇到的问题和解决方法；三、结构规范设计与校核，主要包括结构规范计算、板和骨材规格的确定，中横剖面校核；四、结构图形设绘，包括中横剖面图、基本结构图以及横舱壁图的绘制；五、总结部分，包括总结设计的过程，对设计中遇到的问题和不足进行分析等。 关键词 散货船 ； 规范；强度计算；结构设计 东海科学技术学院本科毕业论文 摘要 III Structural Strength Design of 58000DWT Bulk Carrier Abstrct This text introduces the 58000DWT bulk carriers strength of structure
3、design coding requirement majorly. The result of design satisfies “the Classification of sea-going steel ships of norms” (2006). The design ships principle dimension satisfies the requirement of design specification, including five parts. Firstly, task analysis includes design requirements and mothe
4、r-ship data. Secondly, molded lines design includes molded lines effect and meaning, adopting the ways of mother-ship transform to get the new ship lines and table of offsets, the process of drawing the modeled lines， problems came across and soluted. Thirdly, code for design of structure and check,
5、 include structure calculation standard, the determination of board and aggregates standard and midship section check. Fourthly, the drawing of structure, include drawing in side sectional elevation、 basic construction plan and transverse bulkhead plan.Fifthly, the final summary part, including the
6、process of design, analysising the problem and shortage came across during the design and so on. key words bulk carrier; standard; strength calculation; structural design 东海科学技术学院本科毕业论文 目录 1 绪 论 自上世纪七八十年代以来，散货船得到了迅猛发展，散货船作为主流船舶之一，在航运方面作出了很大的贡献，为国家带来了巨大的经济效益。散货船自出现以来，总体上保持着强劲的增长势头。在国际航运业中，散货船运输占货物运输的
7、 30%以上，由于货运量大，货源充足，航线固定，装卸效率高等因素，散 货船运输能获得良好的经济效益，散货船已成为运输船舶的主力军 1。目前世界散货船船队总运力约 4.54亿载重吨，占世界船队总运力的近37%2。 散货船订造市场一直比较活跃，散货船队规模的快速扩大也正是由于散货船的持续大量订造。在 2008年国际船市低迷的形势下，散货船订造量较 2007 年仍有大幅增长，超过油船订造量，成为当年最为热销的船型 3。 随着世界经济的发展，散货船运输在海上交通运输中起着举足轻重的作用， 但散货船在营运的过程中由于自身强度的不够，时常会发生海损事故，造成经济的损失和人员的伤亡，并在 1990 年以来大
8、幅上升。统计表明，越来越多的海损事故是由船体结构破坏造成的， 所以对散货船的结构和强度进行系统的研究是非常必要的 4。 东海科学技术学院本科毕业论文 目录 2 目 录 摘 要 . II ABSTRCT .III 绪 论 .1 1. 设计任务分析 .5 1.1 设计任务书 .5 1.2 母型 船主尺度 .6 1.3 任务 分析 .6 2. 型线设计 .7 2.1 型线图的作用和意义 .7 2.2 绘制方法 .7 2.3 新船型线生成 .7 2.4 重量估算 .8 2.5 小结 .9 3. 结构规范设计 . 10 3.1 概述 . 10 3.2 主要参数 . 10 3.3 外板 . 12 3.4
9、甲板 . 14 3.5 双层底 . 16 3.6 舷侧骨 架 . 19 3.7 甲板骨架 . 22 3.8 舱壁 . 26 3.9 支柱 . 27 3.10 首尾柱 . 28 3.11 主机基座 . 29 3.12 上层建筑及甲板室 . 30 3.13 露天舱口围板结构 . 35 3.14 舷墙和栏杆 . 35 3.15 中横剖面主要构件汇总 . 36 3.16 强度校核 . 37 3.17 强度计算总结 . 40 4.结构图形绘制 . 41 4.1 基本结构图 . 41 4.1.1 概念 . 41 4.1.2 绘制方法 . 41 4.1.3 绘制步骤 . 41 4.1.4 小结 . 42 4
10、.2 主要横剖面图 . 42 4.3 横舱壁图 . 42 5.总结部分 . 44 东海科学技术学院本科毕业论文 目录 3 参考文献 . 45 外文翻译 . 错误 !未定义书签。 STRUCTURAL CONTINUITY AND INTEGRITY . 错误 !未定义书签。 结构连续性和完整性 . 错误 !未定义书签。 东海科学技术学院本科毕业论文 正文 5 1. 设计任务分析 1.1 设计任务书 船名： 58000DWT 散货船 航区： 类航区 船型： 钢质、单甲板、单机、单桨、单壳、柴油机驱动的尾机型 用途： 用于装运散装谷物、水泥等 主尺度： 垂线间长 LPP 200.00 m 型 宽
11、B 32.26 m 设计吃水 d 12.80 m 型 深 D 18.00 m 方形系数 Cb 0.8485 型排水体积 V 62969.5 m3 中横剖面系数 Cm 0.9958 水线面积系数 Cw 0.9428 纵向菱形系数 Cp 0.8521 甲板间高： 主甲板至救生艇甲板 3.50 m 艇甲板至船长甲板 8.40 m 船长甲板至驾驶甲板 2.80 m 驾驶甲板至罗经甲板 2.80 m 船级与船籍： CCS 中国 主机： 6S46MC船用柴油机 1台，额定功率 8280 kW，额定转速 129r/min 航速 /功率储备： 不低于 13.00kn/15%MCR 船体结构 (材料 结构形式等
12、 )： 钢质焊接；船底、甲板纵骨架结构形式，舷侧横骨架结构形式 设备要求： 按法规和规范要求配置 东海科学技术学院本科毕业论文 正文 6 1.2 母型船主尺度 垂线间长 LPP 195.00 m 型 宽 B 33.98 m 设计吃水 d 11.20 m 型 深 D 16.50 m 甲板间高： 主甲板至救生艇甲板 3.50 m 艇甲板至船长甲板 8.40 m 船长甲板至驾驶甲板 2.80 m 驾驶甲板至罗经甲板 2.80 m 载重量 54000 t 1.3 任务 分析 虽然设计船和母型船的 主尺度不同，比如设计船的船长比母型船增加了 5m，而船宽减少了 1.72m，吃水加大了 1.6m，但可以参
13、考母型船的主尺度，通过型线变换，设计出合理的型线。 强度计算及取材，从结构方面考虑，设计船要求是 船底、甲板为纵骨架式，舷侧为横骨架式，查看母型资料也是如此 ，采用规范进行设计，取材时参考母型资料，看能否满足，若能满足就把尺寸改小一些， 继续校核，尽量选取合适的骨材，这样能减少浪费；若不能满足，则选取尺寸比母型船大点的，直到满足要求为止。对于上层建筑的布置和取材，因为设计船甲板间高度和母型船的完全一样，所以基本上 参照母型船来取材和布置。 东海科学技术学院本科毕业论文 正文 7 2. 型线 设计 2.1 型线图的作用和意义 型线图是专门用来完整而准确地表达船体形状和大小的图样。它是在三个互相垂
14、直的投影面上，不但画出船体外轮廓的投影，同时画出一系列平面与船体表面交线的投影。型线图是十分重要的船舶总体图样。它不但准确地表达了船体的形状和大小，同时还是计算船舶容积、重量、和航海性能，以及绘制其他船舶图样和进行船体放样的主要依据 5。 2.2 绘制方法 型线图的设绘方法主要有以下几种：自行设绘法，母型改造法，系列船型方法，数学型线方法等 6。在 本次设计中，我选择了母型改造法，首先我手上有相对比较好的母型资料，而且具备母型船的参数，这是线性变换的前提条件，其次在变换中， Cb 、浮心、水线面及横剖面特征都不变。 采用母型改造的方法，在原船型的型线图上修改，然后重新量取型值表，再绘制型线，光
15、顺型线。 2.3 新船型线生成 本次新船的型线设计采用的是母型改造的方法，首先是主尺度的改造，根据新船任务书所给出的垂线间长、型宽、和吃水与母型船的作线性变换，即： 长度： X= X0 (L/L0) 宽度： Y= Y0 (B/B0) 吃水： Z= Z0 (d/d0) 其次是进行横剖面曲线的绘制，由上式得出了宽度和吃水的比值，可以把母型船的横剖线图打成块模式，然后根据比值缩放，得出新船的横剖线图。而设计水线以上的型线，由于甲板边线需满足新船的型深和舷弧要求，通常情况下不会与母型船的甲板边线高度经吃水比例修正后相同，所以需要另行绘制。绘制时可参照母型改造所得的横剖线形状，应用自由设绘的方法进行。绘
16、制时也应满足总布置对甲板边线宽度的要求，同时注意横剖线以上部分的外飘程度。 再次是进行型值的量取，根据新船的横剖线图上的各站线与各纵剖线和水线的交点得出型值。 最后是绘制纵剖线图和 半宽水线图，根据量取的型值，在纵剖线图上的各站线上标出新的点，用光顺曲线连接；半宽水线图也是如此。画图中注意三幅视图的三向投影一致性，必要时做适当调整，使得型线设计尽量正确和完善。 东海科学技术学院本科毕业论文 正文 8 2.4 重量估算 2.4.1 新船排水量 1 . 0 2 5 1 . 0 0 6 2 0 0 3 2 . 2 6 1 2 . 8 0 . 8 4 8 5 7 1 9 6 9 . 3 8bk L B
17、 d C t 式中： 为海水密度， 1.025t/m3； k 为附体体积系数， 1.006； L 为计算船长， 200m； B 为型宽， 32.26m； d 为设计吃水， 12.8m； bC 为方形系数， 0.8485。 2.4.2 新船 空船重量 LW H O MLW W W W 其中 HW 为船体钢料重量； OW 为舾装重量； MW 为机电设备重量。 24Hb5 . 7 9 ( 0 . 7 ) 1 0 3 1 7W K L B C 245 . 7 9 9 . 7 5 2 0 0 3 2 . 2 6 (0 . 8 4 8 5 0 . 7 ) 1 0 3 1 7 10597.25 t 式中：
18、K 为系数， 9.75； L 为计算船长， 200m； B 为型宽， 32.26m； bC 为方形系数， 0.8485。 2 / 3 2 / 3( ) ( 2 0 0 3 2 . 2 6 1 8 ) 2 3 8 0 . 3 7OW o C L B D t 式中： CO 为系数， 1； L 为计算船长， 200m； B 为型宽， 32.26m； D 为型深， 18m。 1 / 2 1 / 2( / 0 . 7 3 5 5 ) 0 . 9 9 5 8 ( 8 2 8 0 0 . 7 3 5 5 ) 1 0 5 . 8 8M M DW C P t 式中： MC 为中剖面系数， 0.9958； DP
19、为主机功率， 8280kW。 所以新船的空船重量为 H O M 1 0 5 9 7 . 2 5 2 3 8 0 . 3 7 1 0 5 . 8 8 1 3 0 8 3 . 5L W W W W t 同理母型船的空船重量为 1 1 1 1H O M 1 0 0 4 0 . 2 9 2 2 8 6 . 4 5 1 0 5 . 8 8 1 2 4 3 2 . 6 2L W W W W t 新船与母型船相比增重为 1 1 3 0 8 3 . 5 1 2 4 3 2 . 6 2 6 5 0 . 8 8L W L W t 2.4.3 新船 载重量 DW 7 1 9 6 9 . 3 8 1 0 5 9 7 . 2 5 2 3 8 0 . 3 7 1 0 5 . 8 8 5 8 9 3 3 . 4 9D W L W t 初步估算载重量大于设计船的载重量，初步达到设计任务要求，但由于后期设计以结构为主，不能进一步核对。而核算时，采用母型船的方形系数，而新船的方形系数与母型船有一定差 异，可能导致估算不精确。
