1、毕业论文 - 本科 毕业论文 (设计 ) 题 目： 23500DWT散货船结构设计与规范校核 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： 毕业论文 - 目录 1前言 . 5 2总体设计 . 7 2.1 分析任务书和母型船资料 . 7 2.1.1 母型船资料和任务书分析 . 7 2.2 设计船主尺度确定 . 8 2.2.1 设计船排水量的估算 . 8 2.2.2 设计船空船重量估算 . 8 2.2.3 设计船满载状态载重量估算 . 10 2.2.4 排水量裕度 . 12 2.3 新船型线 . 12 2.4 总布置设计 . 13 2.4.1 甲板间高 .
2、14 2.4.2 总布置概况 . 14 3设计船船体结构规范设计计算 . 21 3.1 主要尺度和尺度比 . 21 3.2 主要构件尺寸 . 21 3.2.1 外板 . 21 3.2.2 甲板 . 25 3.2.3 双层底 . 26 3.2.4 舷侧骨架 . 29 3.2.5 甲板骨架 . 30 3.2.6 支柱 . 31 3.2.7 上层建筑 . 32 3.2.8 水密舱壁 . 35 3.2.9 深舱 . 36 3.2.10 主机基座 . 37 3.3 主要构件汇总 . 37 3.4 中剖面模数计算 . 39 3.5 总强度校核 . 39 3.5.1 规范要求 . 39 4设计体会与总结 .
3、 40 5参考文献 . 41 毕业论文 - 23500DWT散货船结构设计与规范校核 摘 要 本文是关于 23500吨散货船的结构设计与强度校核，本船为钢质、单甲板、尾机型、单桨、单舵，由柴油机驱动螺旋桨推进的散货船，具有球尾和球鼻首线型。本船系一艘装运铁矿石、煤炭、谷物及其他一般散货，也可装运钢板、卷钢等大件重货及其他杂货的经济型散货船。本文主要包括 四 个部分： 1、总体部分：任务书与母型船资料分析，设计船主要尺度确定， 新船型线确定和 总布置设计及绘制总布置草图等。 2、结构部分：各部分结构尺寸确定。 3、强度校核部分：计算中剖面模数并进行总强度校核。 4、总结部分： 包括全船说明和设计
4、总结，并总结出了一些不足之处在此基础上提出了相应改进措施。 【关键词】 散货船 ； 结构设计 ；强度校核毕业论文 - Structural design and specification checking for 23500DWT Bulk Carrier Abstract This paper is about 23,500 tons bulk carrier structural design and strength check. The boat was made of steel, single deck, tail type, single screw, single rudde
5、r, driven by diesel engine, with the bulb bow and stern. The ship line a shipment of iron ore, coal, grain and other general bulk cargo, either shipping steel, rolled steel and other heavy goods and other large cargo. It is s a economical bulk carrier. This paper mainly includes three parts. 1, the
6、overall parts: analysis the mission and information of the mother ship, determine the main scale, design the general arrangement and ship weight, calculate the center of ship gravity, and draw sketches. 2, structural part: determined the structural dimension. 3, the conclusion: including full shippi
7、ng instructions and design summary summarized a number of deficiencies and proposed improvement measures. Key wordsBulk Carrier; Structure Design; Strength and Stability Check 毕业论文 - 1 前言 散货船是上世纪 60年代末才出现的新型船舶，经过 40多年的实践检验，发现其存在的安全问题很多。目前许多专家认为，散货船既有设计、构造上的挑战，又存在着航运者对散货船潜在的危险认识和重视程度的不足。同时，对散货船营运中的船体
8、结构、强度管理有必要进一步细化、强化，进而规范化、制度化，这也是确保散货船安全航行的关键。 我国正在服役的散货船按建造年代基本上可分为 80年代和 90年代及以后建造的船舶。 80年代建造的船舶目前已属于老龄船，并逐渐步入超老龄船行列。这部分船船体结构上的缺陷体现在船体和某些主要受力构件的变形、疲劳、腐蚀渐达极限以及以往损伤事故的后遗症等。因此，这些船舶既是国际海事组织（ IMO）、国际船级社协会（ IACS）和各国船级社关注的重点，又是港口国监督（ PSC）重点检查的船舶。而 90年代及以后建造的船舶，虽正值青壮年期，但在船体结构上同样存在着令人不可忽视的问题，那就是越来越多的大比例高强度钢
9、的应用。高强度钢的使用虽然达到了减轻结构重量、降低造船成本、增加载重量的目的，但其较薄的船壳和相对 较小的构件按正常腐蚀的速度使得其达到腐蚀极限的年限大为减少。如中散的 “ 秦 ”“ 汉 ”“ 明 ”“ 月 ” 等这些 90年代建造的散货船和 80年代建造的如 “ 泰 ” 字号散货船相比较，其船壳板、甲板板、货舱肋骨板等主要受力构件的厚度要薄得多。前者空船的重量在 7500吨左右，而后者却在 8500吨左右。同时我们应该考虑到，这种较薄的高强度钢材的脆性较强，柔韧性较低，在遭遇较大外力时，更加容易发生疲劳脆性断裂。事实上，这种性质的断裂在只有 9年船龄的 “ 月海轮 ” 上已经发生，这说明新建
10、散货船确实存在着构造上的薄弱环节。 全球大约有 6000艘散 装货船，肩负着 30%的世界海洋运输业务，尽管所载货物外型不一，轻重不同 , 但对散货船来讲都存在一个共同的问题，即船舶强度问题。对一些重货、高密度货，如矿砂、钢材等 , 对船舶结构及堆装处理提出了更高的要求。 因此，对当今的散货船使用者来讲，不论是新船还是旧船， 如何才能把营运中的风险降至最低，如何才能提高散货船营运的安全系数，保证人、船、货的安全，延长船舶的使用寿命， 对船体构件细密的检查维护保养、对船体受力的合理控制， 这有赖于散货船在装卸高密度货及重货过程中的适当处理，将可能产生的过度应力以及货舱造成的潜在损伤降 至最低，这
11、就提出了散货船在装卸过程中的强度控制问题。 当代国际航运在世界经济与国际贸易的推动下，获得了空前的发展，同时，国际航运对毕业论文 - 世界经济、国际贸易的迅速发展与不断扩大做出了重要贡献，航运业己成为推动世界经济一体化、国际贸易全球化的基础性产业。无论是经济发达的工业化国家，还是新兴的工业化国家和发展中国家都认识到航运是实现工业化过程的主要手段和不可缺少的重要条件，也是进入国际市场的重要条件。因此，世界众多国家纷纷向航运业投资，进而推动国际航运市场进入完全竞争时代。作为参与国际航运市场的主体，航运企业在国际航运 市场竞争中生存和发展的能力的强弱，直接关系到一个国家国际贸易甚至航运事业的兴衰。
12、国际干散货航运业以干散货船为主，散货船自 20世纪 50年代中期出现以来，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 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。进入新世纪以来，伴随着世界经济快速、持续增长极大地促进了国际航运业的持续发展，国际航运业的发展也促使世界造船市场呈现兴旺势头。由于造船业是技术、资金、劳动力密集的产业。 近年来，随着国外劳动力成本上升，国际造船业正向我国转移。 对于世界上的散货船，其船型按照吨位大小基本上可以分为灵便型散货船、巴拿马型散货船、好望角型散货船。灵便型
13、散货船就是国际上对 2-5万吨左右这一载重范围散货船的一种习惯称呼。由于这一类型散货船载重量适中，船舶尺寸不太大，可以适应世界各主要港口的水深和航道要求，而且具有足够的续航力，可以胜任不同距离各种航线的货运需要，各种干散货均可以装载，调度比较灵活，在国际船舶市场上需求量比较大。据统计，当前世界散货船中，灵便型散货船的船只数量约占散货船总量的 1/3左右 。同时，由于世界上煤、铁矿石、粮食等干散货的运输量相当大，散货船的吨位也占到世界商船总吨位的 30%以上。也就是说，灵便型散货船在世界商船队中占有了很大数量。所以，研究灵便型散货船的船型发展是具有重要意义的。毕业论文 - 2 总体设计 船体结构
14、的设计方法，通常采用强度标准设计与建造规范设计两种方法。 所谓强度标准设计方法，又被称为计算设计方法。其实质就是依据规定的外力和内力计算方法以及强度标准，选择适当的结构形式和结构尺寸。该方法计算量较大，但随着计算机的应用和优化理论的发展，加快了强度标准的计算过程，使得船体结构的优化设 计成为可能。 所谓建造规范设计方法，就是把钢质海船入级规范对船体强度的要求，对结构布置、钢材性质和构件尺寸的规范作为设计的准则，也就是把船舶登记入级的检验准则作为船体结构设计的最低要求来完成结构设计。用建造规范设计方法设计船体结构时，只要根据船舶的主尺度以及它们和结构布置的关系，就能从规范中差得构件尺寸或构件所要
15、求的剖面模数的经验公式，从而通过计算求得尺寸和连接形式。 2.1 分析任务书和母型船资料 本次设计所提供的母型船资料有：总布置图、型线图、船体说明书、主要设备明细表、 船舶重量重心位置计算资料等 。 2.1.1 母型船资料和任务书分析 1）母型船主要尺度及参数 总 长 Loa 159.40m 设计水线长 Lwl 154.00m 垂 线 间 长 Lpp 149.80m 型 宽 B 24.40m 型 深 D 14.00m 设 计 吃 水 d 9.80m 2）任务书对主尺 度的要求 总 长 Loa 162.40m 设计水线长 Lwl 157.00m 垂 线 间 长 Lpp 152.80m 型 宽 B
16、 24.40m 型 深 D 14.00m 毕业论文 - 设 计 吃 水 d 9.80m 载 重 量 DW 23500t 2.2 设计船主尺度确定 2.2.1 设计船排水量的估算 分析设计船要求与母型船资料比较，两船主尺度范围相差不 大， 由船舶设计原理 3.4节，排水量DWDW ，对于散货船 2 3 4 55 5 5 5 50 . 7 6 6 6 0 . 1 3 0 4 ( ) 0 . 0 7 7 5 ( ) 0 . 1 2 9 4 ( ) 0 . 1 4 4 1 ( ) 0 . 0 4 6 9 ( )1 0 1 0 1 0 1 0 1 0DW D W D W D W D W D W 公式（
17、3.4.6） 求得：母型船 0DW 0.7937，设计船 DW 0.7942 则000DWDW =23000/0.7937=28978.20t， DWDW =23500/0.7942=29589.52t 为了满足设计任务书的要求，经过计算和调查研究，初步确定设计船的主尺度如下： 总 长 Loa 159.40m 设计水线长 Lwl 154.00m 垂 线 间 长 Lpp 149.80m 型 宽 B 24.60m 型 深 D 14.00m 设 计 吃 水 d 9.80m 排 水 量 29589.52t 2.2.2 设计船空船重量估算 根据船舶设计原理第三章第二节空船重量估算。 2.2.2.1 母型
18、船空船重量分项计算 母型船空船重量 0LW =28978.20-23000=5978.20t 根据表 3.2.3, 毕业论文 - 对中、小型货船， /HW LW 范围 0.510.59, /OW LW 范围 0.250.32 取 /HW LW = 0.54； 则0HW=0.54 5978.2=3228.23t /OW LW = 0.28； 0OW =0.28 5978.2=1673.90t 0 0 0M H OW LW W W 5978.20-3228.23t-1673.90=1076.07t 所以，母型船船体钢料重量0HW为 3228.23t；舾装重量0OW为 1673.90t；机电设备重0
19、MW为 1076.07t。 2.2.2.2 设计船船体钢料重量估算 根据平方模数法估算 HW ： 1 ()HHW C L aB bD 公式 3.2.2 式中： a和 b 系数，根据船型特征决定，新船为单层连续甲板、双舷侧， 因此取： a=1， b=2； CH1 系数，取自母型船， 即010 0 0()HH WC L aB bD ，其中下标 “ 0” 表示母型船，取 a=1， b=2。 所以，设计船船体钢料重量：00 0 0()()HH WW L a B b DL a B b D 3 2 2 8 . 2 3 1 4 9 . 8 0 ( 2 4 . 6 2 1 4 ) 3 2 4 0 . 5 51
20、 4 9 . 8 ( 2 4 . 4 2 1 4 ) t 2.2.2.3 设计船舾装重量估算 根据平方模数法估算 OW ： 1OOW C L B 公式 3.2.19 式中： 1OC 取自母型船 所以，设计船舾装重量：000OO WW L BLB 1 6 7 3 . 9 0 1 4 9 . 8 2 4 . 6 1 6 8 7 . 6 21 4 9 . 8 2 4 . 4 t 毕业论文 - 2.2.2.4 设计船机电设备重量估算 由 于 设计船主机 为柴油机，机电设备重量 MW 按下式估算： 0 .5( / 0 .7 3 5 5 )M M DW C P 公式 3.2.26 式中： DP 主机功率，
21、额定功率 5180KW； MC 系数，取 8。 所以，设计船机电设备重量： 0 .551808 ( )0 .7 3 5 5MW 671.37t 则 设计船船空船重量为： 3 2 4 0 . 5 5 1 6 8 7 . 6 2 6 7 1 . 3 7H O ML W W W W 5599.54t 2.2.3 设计船满载状态载重量估算 根据船舶设计原理第三章第三节载重量估算 2.2.3.1人员及行李重量 船员及行李： 额定船员的数量为 32人 船员重量： 6532=2080kg 船员行李重量： 4532=1440k g 船员及行李总重量： 3.52t 2.2.3.2食品及淡水重量 根据人数、自持力天数及有关定量标准按下式计算： 总储备量 =自持力 (d) 人员数 定量（ kg/（ d 人） 根据公式 3.3.1 式中： 自持力 ()24SR dV 根据公式 3.3.2 式中： R 续航力；取 10000nmile； SV 服务航速；取 13.5kn。 关于定量标准： 食品定量通常按每人每天 2.5 4.5kg计算，计算本船 实取 3.5kg。 淡水（饮用水和洗涤用水）的定量标准与航程、航线的气候条件等因素有关。通常海船
