1、东海科学技术学院本科毕业论文 目录 本科 毕业论文 (设计 ) 题 目： 边防检查艇结构设计 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 目录 目 录 摘 要 .1 1.前 言 .3 2.总体部分 ： .4 2.1 船体主尺度 .4 2.2 总布置概述 .4 3.结构部分 .7 3.2 主要构件尺寸计算 .8 3.3 构件尺寸汇总 . 41 4.船体结构焊缝设计 . 42 4.1 焊缝设计一般要求 . 42 4.2 双面连续焊缝 . 42 4.3 低氢焊条选用 . 42 4.4 焊接系数 . 42 4.5焊接规格表 . 4
2、4 5.节点详图 . 46 总结 . 51 参考文献 . 53 东海科学技术学院本科毕业论文 摘要 1 边防检查艇结构设计 摘 要 船体结构设计的基本任务是选择合适的结构材料和结构形式，决定全部的构件的尺寸和连接方式，在保证具有足够强度和安全性的要求下，使结构具有最佳的技术经济性能。 本文是关于边防检查艇的结构设计，本艇为横骨架式的钢质双机、双桨、双舵、尾机型高速边防检查艇。此次毕业设计主要内容包括两个部分：一、利用船舶的主尺度、型 线图和总布置图对本艇进行结构设计，计算按照海上高速船入级与建造规范（ 2005）对船体强度的主要构件进行结构设计，主要是通过规范要求计算求得各个构件尺寸和连接形式
3、，使得每个构件强度和尺寸都满足规范。二、根据计算的结果绘制边防检查艇的基本结构图和典型横剖面图，最终总结出一些不足之处，在次基础上提出相应改进措施；最后，对船体结构进行焊缝设计，并绘制节点详图，从而完成整个设计内容。 关键词 边防检查艇；结构设计；规范设计；焊缝设计 东海科学技术学院本科毕业论文 摘要 2 The structural design of frontier inspection boat AbstractHull structure design is usually carried through according to the main dimensions, type
4、chart, general layout and commitments after the completion of ship overall design. The basic task of structure design is to choose the appropriate structural material and configuration, and decide the sizes and the connection types of all members, and make structures have the best technical and econ
5、omic performances under the requirements of ensuring the enough strength and safety. This is the structural design on the frontier inspection boat; the boat is steel framed transversely Dual sculls, double rudder, tail model high-speed frontier inspection boat. The graduation project consists of two
6、 parts: Firstly, Structural design of the use of the main dimensions of the ship, the type of chart and layout of this boat, structural design calculation in accordance with the “high-speed craft on the sea into the Classification and Construction“ (2005) the main components of the hull strength spe
7、cifications calculable size and connectivity of the various components in the form so that each component strength and size to meet the specification. Secondly, according to calculation results to draw the basic structure of the map and typical cross-section diagram of the frontier inspection boat,
8、finally summed up the inadequacies in the second on the basis of corresponding improvements; welds on the hull structure design, and draw the nodes detail, in order to complete the entire design content. Key Words frontier inspection boat; structural design; Specification design; weld design 东海科学 技术
9、学院本科毕业论文 正文 3 1.前 言 在整个世界经济快速发展的背景下，中国的经济也在飞速的发展，船舶行业特别是船舶运输在经济的发展中起到了非常巨大的作用 随着世界造船市场竞争日趋激烈 。由于现代运输船极易在航行中搁浅、碰撞、触礁、起火爆炸以及船体本身结构破损等造成海上事故，一旦事故发生，那么对于这片海域的环境、生物、渔业等方面就会产生 极大的影响和危害。海洋资源是我们赖以生存的资源，并不是取之不尽的，为了我们后代的延续，我们在开发海洋资源的同时更应该去保护它，从而做到可持续发展状态，因此对于海上运输船我们应该就其运输的安全性提出严格的要求，然而对于海上安全负责的边检部门对于自身的救援工作也要
10、进行严格的把关，因此对于边防检查艇在构造、设备和营救中对于安全、质量、结构和多功能用途等方面问题应该严格把关，根据规范要求严格执行，力保边防检查艇在营救过程中的安全。 由于为了其在营救作业时，经常受到变幻不定的严峻的天气影响，航区的特殊性，救援人员安全 性等因素，边防检查艇能够获得良好的救援效果。但边防检查艇在营救的过程中由于自身强度的不够，时常会发生海损事故，造成救援效率不足和人员的伤亡，所以对边防检查艇的强度进行系统的研究和设计是非常必要的。 船舶的结构设计与规范校核是整个船舶设计过程中重要的组成部分。随着计算机和网络通讯技术的快速发展 ,船舶自动化会逐步趋向于集成化边防检查艇船有待于我们
11、不断地研究和应用，从而满足对船舶的自动化程度的更高要求 ,提高船舶运行的经济性、安全性和可靠性 ,同时也为船厂减少安装的复杂性及降低建造成本起到一定的作用。因此，边防艇结构 设计在满足规范的前提下，应以尽可能多的装载工具和船员安全为设计出发点 ,直接提高营运效益。 东海科学 技术学院本科毕业论文 正文 4 2.总体部分： 2.1 船体主尺度 2.1.1 船舶航区及用途 : 本船可航行于沿海航区，主要用于在沿海航区内担任海上边防检查及特殊情况下的海上机动任务，并具有长途巡逻、海上救援和接送人员的能力。 2.1.2 船型： 本艇为钢质双机、双桨、双舵、尾机型高速边防检查艇，艇型采用圆舭短折角混合线
12、型，艇舭部沿流线方向设置舭龙骨，艏部水线上方设置压浪条，尾部设压浪板。 2.1.3 主要尺度： 总 长 32.98 m 水 线 长 30.30 m 垂线间长 29.49 m 型 宽 5.40 m 型 深 2.60 m 设计吃水 1.40 m 满载排水量 96.20 t 梁 拱 0.10 m 肋 距 500 mm 2.2 总布置概述 2.2.1 排水量及装载情况： 排水量 96.20t 主要装载情况 （乘员） 10 人 2.2.2 甲板间高： 主 甲 板游步甲板 2.30 m 驾驶甲板顶甲板 2.20 m 游步甲板顶甲板 1.90 m 2.2.3 舱室布置： 全艇共设七道水密舱壁，从艏至艉依次划
13、分为首尖舱、帆缆舱、储物舱 NO.1、四人艇员舱、四人艇员舱、机舱、储物舱 NO.2 和舵机舱。 第一层甲板室内设会议室、艇长室、政委室、厨房、餐厅、储藏室、盥洗室、机舱棚。 第二层甲板室内设驾驶室等。 东海科学 技术学院本科毕业论文 正文 5 2.2.4 主机、齿轮箱： 主机： 康明斯 QSM11-M 柴油机二台 单机最大功率、转速： 492kW 2300r/min 齿轮箱及速比： ZF 型， 2.417： 1 2.2.5 航速及续航力 本艇在平静水域、风力不超过蒲氏风级 3 级、满载条件下的试航速度约为 16.0kn，续航力约为 400n.m. 2.2.6 主要舱容： 淡 水 舱（左、右）
14、 （ #38 #40） 2.06 2 m3 燃 油 舱（左、右） （ #6 #8） 1.77 2 m3 备用燃油舱（ 左、右） （ #2 #5） 2.44 2 m3 2.2.7 舾装设备： 2.2.7.1 锚泊设备： 依照 CCS海上高速船入级与建造规范（ 2005）配置。 舾装数： N=107 2.2.7.2 锚设备： 锚： 150Kg 150 斯贝克锚 1 只。 (CB711-95) 锚索： AM2 12.5 电焊有档锚链 122m（ GB549-77） 锚机： 12.5 液压锚绞盘 (GB4447-84)1 台 2.2.7.3 系泊设备： 系船索： 22 三股丙纶绳 3 根，长度均为 5
15、5m。 破断负荷 68.2kN 41kN 另配 A160 带缆桩 6 只， E125 双十字带缆桩一只， D160 导缆孔 8只， D200 导缆孔 1 只。 2.2.7.4 舵设备： 依照 CCS海上高速船入级与建造规范（ 2005）计算。 1）采用悬挂式平衡舵，舵面积 0.63 2m2，舵为钢板焊接组合结构，舵与舵杆水平法兰采用螺栓连接。 2）舵杆 舵柄处舵杆直径为 70mm，舵杆直径为 120mm，舵杆以键与舵柄连接。 3）双舵液压舵机 1 台（南京航装船用设备有限责任公司），自一舷 35 度至另一舷 35 度的操作时间不大于 28 秒，上舵承装有滚子轴承，下舵承为水密滑动轴承。 东海科
16、学 技术学院本科毕业论文 正文 6 2.2.7.5 救生设备： 15 人气胀式救生筏 2 只并配乘登绳梯。救生圈 4 只（其中 2 只带自亮浮灯， 2只带 3救生浮索），救生衣 30 件， 12 枚认可的火箭降落伞火焰信号。一套紧急报警系统。 2.2.7.6 消防设备： 本艇配备水灭火系统， 4 套水龙带箱，并配水龙带及 12mm 标准水枪 4 套。配备 12件 6Kg手提式干粉灭火机及 3 件 9L手提式泡沫灭火机按需要分别设置在机舱和全艇各层甲板内外走道和舱室内。此外配备 2 件太平斧。机舱 CO2保护。 2.2.7.7 航行与信号设备： 本艇航行及信号设备按船舶与海上设施法定检验规则 (
17、2004) 第 6 篇高速船及（ 2006修改通报）选配。 设操舵磁罗径一台，雷达一台，测深仪一台，舵角指示器一台，主机或推进器转速指示器一台，夜视器一台，探照灯一台，白昼信号灯一具。以及 7 50 望远镜一架，船钟 3 只，测深手锤一只，倾斜仪 2 只等。 桅灯 1 只，左舷灯 1 只，右舷灯 1 只，尾灯 1 只，白环照灯 1 只（作锚灯用），红环照灯2 只（失控灯）。 中国国旗 5 号 3 面，国际信号旗 4 号 1套，手旗 1副，标志旗 2号 1面。 中型号笛 1 只，大型号钟 1 只。 2.2.7.8 通风设备： 厨房配抽油烟机，艇员室配抽风机，机舱采用机械通风。 根据船东要求 ，需
18、要配置布罩的机械，灯具，仪器均配齐。 东海科学 技术学院本科毕业论文 正文 7 3.结构部分 3.1 计算说明 3.1.1 概述 本艇是具有前倾式首柱和方尾的尾机型沿海边防检查艇，全船采用横骨架式，最大航速满足 V 3.7 0.1667 m/s，所以结构设计按海上高速船入级与建造规范（ 2005）沿海船舶要求计算，其中部分按 CCS国内航行海船建造规范 2006 的有关要求进行计算，全船采用 CCSA级钢和 AH36 高强度钢。 3.1.2 主要主尺度： 总 长 LOA 32.98m 垂 线 间 长 LPP 29.49m 计 算 船 长 L 30.30m 型 宽 B 5.40m 水 线 宽 B
19、wl 5.15m 型 深 D 2.60m 设 计 吃 水 d 1.40m 肋 距 S 0.50m 排 水 量 96.20t 试 航 航 速 V 16.0kn 3.1.3 船舶设计载荷 重心垂向加速度 按照规范 4.4.1.2 要求确定重心垂向加速度： 31.4 1 / 3( ) ( 0 .0 7 ) ( 5 0 ) ( 2 ) 1 5 .9 8 9426 WLTHcg W L W LHBKV LagBBL b= + - - =D 1.0cgag ,取 9.81cga m/s2; 东海科学 技术学院本科毕业论文 正文 8 图 3-1 船舶在波浪中航行时的限速曲线 当 1/3 1, 2, 3, 4
20、, 5, 6H = (m), 2 5 . 9 4 , 1 7 . 5 , 1 3 . 6 0 , 1 1 . 2 9 , 9 . 7 4 , 8 . 6 2HV = (kn); 式中： 9.81g= m/s2; HV 船在有义波高 H1/3的波浪中航行的航速， 16.0kn; 1/3H 有义波高， 4.0m;（沿海航区营运限制） b 船体重心处横剖面的船底升角（）， 16.61； TK 取 1； WLB 水线宽， 5.15m； 96.2D= t； 30.30L= m； 3.2 主要构件尺寸计算 3.2.1 船底构件 3.2.1.1 船底波浪冲击压力 按照 4.4.2.2 要求计算之值： s 1 10 . 311 501 . 1 6 50 x c g wP K a dnA bb骣 -D = 桫 -式中： 11K 纵向压力分布系数， A 受力点计算面积， m2 应不小于 0.002 /dD ；对板格， A 应不大于 22.5S n 片体数，本船取 1， b 船体重心处横剖面的船底升角（）， xb 核算横剖面处的船底升角，取 30xmaxb = o ， 10xminb = o ， 船舶在波浪中航行时的限速曲线图0123456788 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20航速VH(kn)有义波高H1/3(m)
