1、 本科毕业论文 （ 20 届） 沿海货船稳性校核 所在学院 专业班级 船舶与海洋工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 本科毕业论文 目录 目 录 摘要 2 ABSTRACT 3 前言 4 设计内容 6 1.总体部分 7 1.1 任务书与母型船资料 7 1.2 设计船排水量确定 8 1.3 设计船的型线图绘制 9 1.4 设计船重心计算 12 1.5 总布置设计与绘制总布置草图 17 2.性能部分 20 2.1 静水力计算和静水力曲线图绘制 20 2.2 各液舱自由液面对初稳性及复原力臂的影响 35 2.3 各载况浮态及初稳性高计算 37 3 总结 43 参考文献 45 外文文
2、献 46 中文翻译 51 本科毕业论文 摘要 3 摘 要 杂货船是一个古老的船种，从 70 年代以来，它在商船队中的地位不断下降，从第一的位置降到第三，现仍以每年约 0.5左右的速度减少，于是有很多人对杂货船的发展前途持悲观的态度，甚至有些人认为这一船种会自然消亡。 事实证明，国际杂货运输在过去的两年里不但没有减少，反而逐步增长。 该设计船为钢质、单甲板、单底、单桨、单舵尾机型柴油机沿 海航区货船。中部设一个货舱，主要装载一般干杂货船。此设计主要包括：一、总体部分的设计，任务书和母型资料的分析，设计船排水量确定，绘制设计船型线图，设计船重量重心计算及绘制总布置图。二、性能部分的设计，静水力计算
3、及静水力曲线的绘制，设计船稳性校核。该船总长 60m，设计吃水 3.5m，设计排水量 1371.502t，设计航速 10kn，满足设计任务书的要求，结构设计满足规范和总布置的要求。 关键词 沿海货船；型线设计；性能设计；总布置设计 本科毕业论文 摘要 4 Performance Design of 4500DWT Multi-purpose Ship Abstract General cargo ship is an old ship. Since the 1970s, its status of the merchant fleet have declined from the first
4、position to the third, now it still declines with the speed of about 0.5% each year, so there are a lot of people keep the pessimistic attitude for the future development of general cargo ship. Even some people think this kind of boat will naturally die. Facts have proved, in the past two years inte
5、rnational cargo transportation is not only not decreasing, but gradually increasing. The ship design for the steel, single-deck, single-end, single-propeller, single-rudder tail engine aircraft Coastal compliant cargo. Central located one cargo hold, it is mainly loading general dry groceries .This
6、design includes: Firstly, General sections design. Analyzed the task and the home-based ship information, confirmed the displacement and principal dimensions, drawn lines plan, estimated the ships weight and the centre of weight, and drawn the general arrangement plan. Secondly, Performance sections
7、 design, hydrostatic calculated and drawn the hydrostatic curve, check the stability of design ship The ships length overall is 60 meter, the draft is 3.5 meter, the tonnage is 1371.502 ton , the speed of ship is 10 kn, this condition satisfy request of the task, the structure design satisfy the cri
8、terion and request of the general arrangement. Key Words General cargo ship; lines design; performance design; general arrangement design 本科毕业论文 前言 5 前言 ： 通过航行中对杂货船初稳性的测定 ,了解船舶横摇周期与初稳性高度之间的关系 , 找出提高船舶测定 初稳性准确度的方法 ,保证船舶的航行安全。 船舶分为干货船、液货船、冷藏船、集装箱船、滚装船、载驳船、驳船等。其中干货船以运载干燥货物为主 ,也可装运桶装液货的货船。它包括杂货船、散货船、多用途
9、船三大类。杂货船是以运载成包、成捆、成桶等件杂货为主 ,也可装运某些散装货的干货船。散货船是装运散装货的干货船 ,如运输谷物、矿砂、煤炭等大宗散货等。多用途船是可运载集装箱、木材、矿砂、谷物或其他杂货等各种货物的干货船。 1 杂货船运输最基本的特征就是运输和装卸主要都是以“件”为单位 , 装卸效率低 ,船舶在港停泊时间长 ,船舶周转慢 ,货损、货差多 ,装卸、运输作业受自然条件影响非常大。因此 , 随着集装箱运输船队和散货运输船队的高速发展 ,普通杂货船运输市场份额极度萎缩 ,杂货船队在世界商船队伍中的地位不断下降。 2 15 目前杂货船队老化严重 ,结构不合理 ,并且杂货船队的更新没有引起业
10、内人士的足够重视。杂货船队更新的高峰将出现在 4 5年以后 ,到那时需要投入大量的资金 ,因此船东和船厂现在就应该给予杂货船更大的关注。从市 场发展的分析看 ,那些具有大舱口、大起重设备、又有一定载箱能力的灵便型 (或小灵便型 )多用途杂货船是杂货船船型发展的趋势。 3 目前对杂货船新船的有限投资 ,主要集中于半集装箱领域。此外 ,今后服务于杂货班轮航线的新船 ,必须在如下各方面得到改进才能具有优势即降低燃油消耗率和其它营运成本 ,提高船位利用率 ,增加集装箱运力 ,减少在港停留时间和缩短周转时间。 4 5 我国的杂货运输由内贸、外贸两部分组 成，内贸航线遍布于国内各大沿海港口之间，外贸航线则
11、较为集中于我国与日本、韩国、香港、台湾等企业之间。事实也证明，国际杂货运输在过去的两年里不但没有减少，反而逐步增长，把杂货运输和集装箱运输看成是一对矛盾，压抑一方，抬举另一方的片面做法显然是海运战略上的错误。可以认为杂货运输方式由于其所具有的特殊性在相当长一个时期里不可能完全被其他运输方式所替代。 6 7 8 在此种情况下，国内的杂货 运输公司应抓住机会，积极拓展自己的业务范围，选择适合自己的发展战略。具体来说，应注意以下几点： 1以低成本扩张为基本原则，实施差异化经营战略 2提供专业化、个性化的服务 3加强安全管理，防范经营风险 6 本科毕业论文 前言 6 杂货船配载的薄弱环节有很多，主要包
12、括以下几点： 1. 注重船舶稳性，轻视货物加固固定工作。 2. 当装运散货时，对该类货的滑失率没有掌握。 3. 对风浪的影响心中无数。 因此，杂货船的稳性与配载对整个船舶来说至关重要。 9 18 杂货船稳性测定的目的是为了使船舶稳性能达到稳性规范中的各项要求。初稳性的测定可以帮助我们了解船舶在航行中的实际稳性情况 , 当在航行中发现稳性不足的症状时 , 就可以立即采取调整稳性的措施。虽然初稳性测定不太精确 , 但只要掌握正确的测定方法 , 尽量减小测量中的误差 , 测得的初稳性值对于驾驶员粗略了解本船的稳性情况应是足够的 ,具有一定的意义。当然初稳性仅仅是船舶稳性中的一个方面 , 船舶稳性还应
13、包含大倾角稳性和动稳性 , 但是在实际做法中可以通过测定的初稳性值和船舶资料中的临界稳性 高度值相比较以判定船舶稳性是否满足规范中的各项衡准要求 , 即包括了大倾角和动稳性要求。 10 17 杂货船装运体积货 , 一般情况下要通过压载水以满足稳性的要求 。 杂货船压载水的总量一般为船舶排水量的 10% 15%,为减少压载水量的测量误差对稳性和载重量计算产生影响 , 同时避免超量装载甲板货 ,使船舶初稳性高度 hGM 值太小 ,导致不得不在装货港卸载 ,造成额外损失 。 一般装货前 ,先将各舱注满压载水 。 11 14 对非专用散装货船，由于不设舷顶边舱，在装运散装谷物时，谷物在货舱内的移动对船
14、舶稳性产生的不利影响十分明显，甚至影响到船舶的营运安全，因此，对非专用船的装散装谷物进行稳性计算十分必要。稳性计算的主要内容包括满载舱谷物倾倒体积矩计算、部分装载舱倾侧体积矩计算方法、谷物侧倾力矩和各种载况下的谷物稳性计算，其中有些可用 Excel计算。对于非专用船舶，为改善其散装谷物稳性，除了采取压包措施外，在货舱内设置纵向隔壁结构（固定的或活动的，全通的或局部的）也可有效地 控制谷面在货舱内的移动，从而提高非专用船装运散装谷物的能力。 12 13 20 如今的事实是，杂货运输船并不像有些人预先设想的那样，很快就会在强大的集装箱运输船队的压力之下慢慢消失，而是在有些方面反而发展得极为迅速。至
15、少国际远洋承运人已经看到，伴随着集装箱货物运量大增的同时，杂货运量非但不会下降，反而会大增。 19 在此种情况下，国内的杂货运输公司应 抓住机会，积极拓展自己的业务范围，选择适合自己的发展战略。具体来说，应注意以下几点： 本科毕业论文 前言 7 1以低成本扩张为基本原则，实施差异化经营战略 2提供专业化、个性化的服务 3加强安全管理，防范经营风险 6 16 设计内容： 杂货船稳性测定的目的是为了使船舶稳性能达到稳性规范中的各项要求。初稳性的测定可以帮助我们了解船舶在航行中的实际稳性情况 ,当在航行中发现稳性不足的症状时 ,就可以立即采取调整稳性的措施。虽然初稳性测定不太精确 ,但只要 掌握正确
16、的测定方法 ,尽量减小测量中的误差 ,测得的初稳性值对于驾驶员粗略了解本船的稳性情况应是足够的 ,具有一定的意义。当然初稳性仅仅是船舶稳性中的一个方面 ,船舶稳性还应包含大倾角稳性和动稳性 ,但是在实际做法中可以通过测定的初稳性值和船舶资料中的临界稳性高度值相比较以判定船舶稳性是否满足规范中的各项衡准要求。 本科毕业论文 正文 8 1、总体部分 总体设计方案构思是新船设计过程中的一个重要环节，是一项基础性的工作。它对设计工作顺利进行和保证新船设计质量有重要意义。 1.1 任务书与母型船资料 1.1.1 设计船主要参数 船 名： 沿海货船 航 区： 沿海航区 船型特征： 钢质 单底，单甲板，单桨
17、，单舵，单机，艉机型沿海航区货船 用 途： 本船为一般干货船，可以装载一般干杂货物。 主尺度： 总 长 LOA 不大于 65.00 m 两柱间长 Lpp 55.00 m 型 宽 B 10.00 m 型 深 D 4.20 m 设计吃水 d 3.50 m 设计排水量 1300 t 肋 距 0.55 m 船级与船籍： 非国际 船员定额： 13 人 1.1.2 主机与螺旋桨参数 主机： Z6170Z1C-1 型柴油机，额定功率： 218KW，额定转速： 1000 r/min 齿轮箱 ： HCD400A，速 比： i = 5:1 航速 /功率储备： 10kn/10%MCR。 续航力： 不低于 240 小
18、时。 船体结构（材料、结构形式等）： 本船为单底、单甲板 、尾机型，具有艏楼甲板的钢质焊接结构横骨架式 货船。 总布置要求： 本船为球鼻艏，全船设有艏楼和艉楼，一个货舱。主甲板上设有艉甲板，驾驶甲板，罗经甲板和艏楼甲板。 本科毕业论文 正文 9 设备要求： 按法规和规范要求配备。 1.1.3 母型船资料 船名： 沿海货船 航区： 沿海航区 船型： 钢质 单底 、单甲板、单机单桨、 单舵、 尾机型 、柴 油机 推进 的 沿海航区货船 主尺度： 总 长 52.80 m 垂线间长 LPP 48.00 m 型 宽 B 8.80 m 设计吃水 d 3.45 m 排 水 量 1213.23 T 型 深 4
19、.05 m 船级与船籍： 非国际 1.2 设计船排水量确定 1.2.1 估算 设计 船排水量 有与设计船相近的优秀母型船的主尺度资料，可以通过仿氏系数变换得到符合设计船设计要求的排水量，而且经过变换后的船型系数基本都保持不变。假定总长 LOA为 60.00 m，两柱间长 Lpp 为 55.00 m，设计吃水 d 为 3.50 m。 仿氏变换系数的确定 1 4 5 8.148550 ppppLLm; 1 3 6 4.18.8100 BBn ; 0 1 5 0.145.3 5.30 ddp ; 式中： ,ppL Bd 分别为新船的垂线间长、型宽、吃水； 0 0 0,ppL B d 分别为母型船的垂
20、线间长、型宽、吃水； m,n,p 则分别为仿氏变换系数。 初定设计船排水量 =m n p 0 =1.1458 1.1364 1.0150 1213.23=1603.43 T 1.2.2 估算新船重量 空船重量 LW 占设计排水量相当大的一部分，且影响因素很多，不容易估算准确，本科毕业论文 正文 10 特别是在设计初期阶段。如果船舶建成以后，空船重量与原先估计的相差较大，则对船的技术和经济指标都会产生很大的影响。 1.空船重量 LW =WH /0.55 （船舶设计原理表 3-2-3） WH = WH 0/L0(B0+D0)L(B+D) = ( 0-DW) 0.55 /L0(B0+D0)L(B+D
21、) = (1213.23 946) 0.55/52.8 (8.8+4.05) 60 (10+4.2) = 184.565T LW =335.574 T 2.载货量 1000 T 3.人员及行李重 13（ 110+40） kg=1.95 T 4.淡水 10 13 106 kg =13.8 T 5.燃油储备量 （主机与母型船相同） WF=10+5+2.5=17.5 T 6.润滑油 （与母型船相同） WL=1 T 7.备品及供应品重量 0.5% LW =1.678 T 故全船总重为以上各项之和 Wi =335.574+1000+1.95+13.8+17.5+1+1.678=1371.502 T 初定
22、设计船排水量 =1371.502 T 与母型船相比，设计船的船长加长了，型宽也加宽了 1.2 米，型深增加 0.15 米，总的来说，算得的新船的排水量为 1371.502 吨是合理的。 1.2.3 确定设计船的主要参数 总 长 Loa 60.00 m 垂线间长 LPP 55 m 型宽 B 10 m 型深 D 4.2 m 设计吃水 d 3.5 m 排水量 1371.502 T 1.3 设计船的型线图绘制 型线图是船舶设计、计算和建造的重要依据，因而是关系到船舶全局的一张图纸。在本次设计船的型线绘制过程中，本人根据母型船提供的型值、设计船的主尺度及仿式变换系数，绘制设计船的型线草图，然后经光顺、水面以上部分整合得到设计船的型线图 。
