1、本科毕业论文（20 届）2000m3运沙船性能计算所在学院 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 目 录摘要 .21、前 言 .42、总体部分 .52.1 任务书与母型船资料分析 .52.2 设计船排水量及重量计算 .63、性能部分 .83.1 型线 .83.2 船舶几何形体输入、邦金曲线计算 .113.3 静水力计算 .213.4 船舶静水力曲线图绘制 .263.5 横交曲线计算 .273.6 舱容计算 .314、装载计算和稳性校核 .424.1 功能简介 .424.2 计算原理 .424.3 计算步骤 .425、吨位计算 .535.1 吨位概述 .53
2、5.2 船舶主尺度 .535.3 吨位丈量 .535.4 吨位计算 .606、干舷计算 .626.1 干舷 .626.2 主要参数和干舷计算 .627、小结 .66参考文献 .68附录：外文翻译 .69中文译文 .75本科毕业论文 摘要2 摘要运沙船顾名思义就是运载泥沙的船舶，适用于我国沿海航区。本船为全焊接结构的钢质海船，设单层连续甲板、尾部设有 3 层甲板室，首部有 0.30m 高的升高甲板，采用双机、双桨、流线型双支承平衡舵。该设计主要是对 2000m3运沙船进行性能计算，参照设计任务书对本船的要求，以及给定的船舶主尺度、总布置图、型线图和典型横剖面图对该船性能进行计算。本次设计分为四个
3、部分，第一部分：船体静水力计算，主要是利用 COMPASS 软件进行船体几何形体输入、邦金曲线计算和静水力计算。第二部分：典型装载计算与稳性校核，也是利用 COMPASS 软件进行横交曲线计算、舱容计算和装载计算。第三部分：干舷计算，主要根据船舶与海上设施法定检验规则（2004） 中的干舷计算通则进行计算。第四部分：吨位计算，主要根据 1969 国际吨位丈量公约进行计算。关键词 运沙船；静水力计算；装载计算；COMPASS 软件；干舷计算；吨位计算本科毕业论文 摘要 2Performance Calculation of 2000m3 Sand BargeAbstract Sand Barge
4、 is means of ship for loading sand along the coast for coastal sea areas. The ship is fully welded steel , which has a single and continuously deck, the stern has three deckhouse, the stem has a 0.3 m rise of first, containing double engines and sculls ,streaming and double bearing balanced rudder.T
5、his design is primarily for 2000m3 Sand Barge performance calculation, refer to the task of the book to request of this ship, and the given ships dimensions, the lines plan, general arrangement and body section to make the performance calculations. The design is divided into four parts, the first pa
6、rt: hydrostatic calculation hull, mainly by compass bring in the hull geometry, including the calculation of state gold curve and hydrostatic calculation. The second part: typical load calculation and check of stability, also by compass do the cross curves calculation, cargo cubic calculation and lo
7、ading calculation. The three part: freeboard calculation, mainly based on the freeboard calculation rules of Ships and offshore installations statutory inspection rules(2004). The four part: tonnage calculation, mainly based on the International Convention on Tonnage Measurement of Ships(1969).Keywo
8、rds Sand Barge; Hydrostatic calculation; Loading calculation; COMAPSS software performance；Freeboard calculation ；Tonnage calculation本科毕业论文 前言31、前 言运沙船顾名思义就是运载泥沙的船舶，说起它的历史那真是源远流长，它始于唐朝，兴盛于元明，在清朝中期最为兴盛 5。而在当代，它仍然是内河运输泥沙的不二选择。所以它的重要性不言而喻。近一、二十年来，随着我国改革开放的不断深入，特别是“保增长、扩内需、调结构”政策的有效实施，神州大地到处呈现繁忙的建设景象，对建
9、筑材料的需求极其旺盛，其中建筑用沙子更是供不应求 1。由于大部分地区的黄沙一般都来原于江河中下游，所以专门的采沙运输船（下称沙船）就应运而生，并且从江河向河口沿海遮蔽水域发展 2。目前沙船的数量不断增多，其吨位不断提高。沙子的流动性比液体小，都有一定的休止角，因而装这些沙时在舱口围板内装满后，舱口四周的甲板下仍留有一个楔形空档。船在海上发生横摇后，沙子流向空档，形成横贯整个船宽的自由表面。出现较大横摇时沙将流向一舷，船随即横倾，在风浪中很容易发生倾覆事故。为了解决这个安全问题，才逐步形成了现在广泛应用的典型专用运沙船结构型式：两舷布置顶边舱加高舱口围板以保证满舱，两舷布置底边舱便于清舱，也能增
10、加抗沉性；双层底和四个边舱区采用纵骨架式结构以保证船体总纵强度，两舷边舱之间水线附近的总纵弯曲应力很小，采用结构比较简单的横骨架式结构；两个货舱口之间的甲板不参与保证总纵强度，这里的甲板板明显地比舱口线以外的甲板板薄，骨架也减弱。这种运沙船的出现，较好地解决了沙子流动问题，改善了沙子运输的安全性，使运沙船运输进入一个新的发展阶段.在随后的几十年里运沙船得到了迅速发展， 20 世纪 80 年代中期以后，运沙船船体损伤引起的沉船事故逐渐增多，运沙船的安全问题再度受到世人关注，目前已经出现了双壳体结构运沙船，虽然双壳体运沙船的空船重量和建造成本有所增加，但其安全、经济和运营优势越来越得到航运界的认同
11、，运沙船的双壳化已是大势所趋。目前，各种新型的运沙船不断涌现，运沙船将向着大型化、多功能化、环保化、自动化的方向发展，沙船设计和制造者正努力提高造船效率,降低造船成本,提升沙船竞争力,不断地进行性能与布置的优化，充分保证运沙船的适用性和经济性 7。船舶的性能主要包括快速性、稳性、耐波性、抗沉性、操作性等。这是任何船舶在进行性能设计时都要考虑到的问题。而运沙船在进行性能计算时，还要注意其分舱与破舱稳性，以增强运输时的安全操纵性。如何设计出符合客户实际需求，为船东量身打造性能优良、结构合理、经济适用的运沙船，成为了从事船舶设计人员刻不容缓的任务 14。本科毕业论文 正文42、总体部分总体设计部分是
12、新船设计过程中的一个重要的基础环节，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。总体设计方案构思的特点是综合性强，涉及面广。该项工作涉及到总体设计所有方面的内容，需要考虑的因素很多，要在各种错综复杂的关系中理出头绪，寻找解决问题的办法。就一般情况而言。船舶总体设计方案构思主要包过以下几个方面的内容：（1）船型特征和总布置设想；（2）考虑和初步选择主尺度（3）主要技术性能的估算和分析；（4）其他重要方面的考虑（如船舶的主要装备、法规和规范的要求等） 。2.1 任务书与母型船资料分析 任务书要求如下：船 名： 2000m 3运沙船航 区： 沿海航区船型特征： 本船为全焊接
13、结构的钢质海船，设单层连续甲板、尾部设有 3 层甲板室，首部有 0.30m 高的升高甲板，采用双机、双桨流线型双支承平衡舵。用 途： 主要装运沙主尺度： 总 长 LOA 83.52m垂线间长 Lpp 80.28m型 宽 B 15.20m型 深 D 4.50m设计吃水 d 3.30m 梁 拱 0.3m肋 距 0.55m 船员定额： 12 人船级与船籍：CCS/中国续航力/自持力：900 海里 / 50 天装载和稳性要求：在现有型线图和总布置图的基础上，设计和配载货物、燃油，淡水及货油，使设计船在沿海航区各种典型工况下都能满足稳性和使用的要求。识读给定母型船的型线图、总布置图、横剖面图和任务书要求
14、后，我对这艘船的本科毕业论文 正文5主船体特征、机舱部位、货舱形式、上层建筑的大小和位置、船体特征特点有了清晰的认识，对下一步工作打下了坚实的基础，同时让我的识图能力有了提高。2.2 设计船排水量及重量计算排水量是船舶技术性能的重要参数之一，是船舶设计中各项性能计算的重要依据。船舶的排水量即为组成船舶各项重量之和。船舶的重心关系到浮态和稳性。因此，船舶设计和建造中必须尽量准确地计算并控制船舶的重量和重心位置，这是保证船舶各项性能的基本条件。船舶的重量可分为空船重量和载重量两大部分。空船重量是船舶的一项重要指标，载重量反映了船舶的装载能力。2.2.1 排水量的估算根据提供的型线图和总布置图，用
15、COMPASS 软件进行本船的静水力计算。具体结果见附表，此程序通过读取 SRH11 所生成的数据库，根据纵向沿船长方向上的积分来计算，计算出不同吃水状态下的静水力数据，从计算结果中读出在设计吃水 3.3m 下运沙船的设计排水量为 3642.7t。2.2.2 载重量估算通常在设计中将排水量分成空船重量和载重量两部分，即:LWD式中：LW空船重量（t） ；DW载重量（t） ，包括货物、船员、行李、油水（燃油、滑油淡水等） 、食品、备品以及压载水的重量。在利用 COMPASS 计算输出的静水力数据库中读出设计排水量为 3642.7t，而本船的空船重量为 805.09t，所以本船的载重量为 2837
16、.61t。2.2.3 载货量估算根据船舶设计原理载重量估算这一章节进行估算，载重量 包括了货物、DW人员及行李、食品、淡水、燃油、滑油以及备品等的重量。1 船员及行李： 额定船员人数为 12 人，船员重量为每人 75kg，行李重量为每人 55kg。船员行李总重量：12（75+55）=1.56t。2 食品及淡水重量:食品量通常按每人每天 2.54.5kg 计算，计算本船实取 3.5kg，自持力为 50 天。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。通常海船取每人每天定量 100200kg，计算本船取 100kg。所以，W 食品 =3.51250=2.1t，本科毕业论文
17、正文6W 淡水 =1001250=6t。3 燃油: 燃油储备量 WF根据主机功率、续航力、航速、主机耗油率等计算确定：（3.3.3）310)21(kgPgt式中：t航行时间（h）, ，其中 R 为续航力（n mile），Vs 为服务航sV/（kn）；g1主机耗油率kg/(kWh)，取 350kg/(kWh)；P1主机常用额定功率（kW），735Kw；g2辅机（主要指发电机组）耗油率kg/(kWh)；P2航行时使用的辅机总功率（kW）；g2其他燃油设备（如燃油锅炉）单位时间耗油量(kg/h)；k考虑风浪影响的系数，一般可取 1.11.2。对于一般运输货船，粗估时 WF可按下式近似估算：（3.3.
18、4）310ktPg式中： g0一切燃油装置耗油率kg/(kWh)，可近似取主机耗油率的1.151.20；根据船体说明书要求，选择公式（3.3.4）310ktPgFW=1.15300901.1103=34.12t燃油舱容积为 44.8m3 ，W F =44.80.84=37.63t34.12t所以取燃油储备量为 37.63t。4 备用、供应品重量备品是指船上备用的零部件、设备与装置，包括锚、灯具、损管器材、油漆等。供应品是指零星物品，如生活用品、炊具、办公用品、医疗器材等。国外有时将这部分放在空船重量内，我国一般将其放在载重量内，通常取（0.5%1%）LW，实取0.7%。所以，备品、供应品重量为
19、：W 备品 =0.7%3642.7=25t。5 排水量裕度排水量裕度也叫排水量贮备。在估算空船重量时，通常也要考虑加一定的排水量本科毕业论文 正文7裕度。排水量裕度一般加在空船重量中，在初步设计阶段，排水量裕度可取空船重量的 4%6%，实取 5%。所以，本船设计排水量的裕度：5%LW=5% 805.09=40.30t本科毕业论文 正文83、性能部分一艘新船的质量好坏，与它的技术性能直接相关。船舶的技术性能有很多方面，其中主要有：浮性、快速性、完整稳性、分舱与破舱稳性、耐波性、操纵性以及船体的强度和振动等。船舶的技术性能关系到船舶的使用、安全和经济学。船舶的技术性能要服从于使用要求，技术性能指标
20、的提高是有代价的，必须与船舶的经济性联系起来考虑，它们之间存在的各种矛盾，需要设计者去权衡。考虑船舶的技术性能，设计者必须针对新船的特点，清楚地了解：哪些性能是必须保证的，哪些是要力求提高的，哪些是兼顾的；这些性能和船舶要素之间有何联系和规律；为了达到预期的效果，设计者应采取哪些技术措施。船舶的技术性能大多与船的主尺度、船型系数、总体布置、型线等有密切的关系，因为在设计时，必须对主要的技术性能进行性能校核。船舶性能校核主要指船舶设计中技术性能校核计算，如浮性、稳性、快速性、操纵性、耐波性、抗沉性等。从广义上说还应包括干舷、舱容、吨位、振动、强度、经济性等。它们与船舶的主要要素、船体型线、布置地
21、位、结构形式密切相关，对船舶的安全性、经济性及适用性有着重要的影响。总所周知，船舶稳性是船舶必须保证的性能，所以稳性计算非常重要。2000m 3运沙船性能计算就是计算与稳性相关的内容，主要采用的是 compass 软件。这款软件用于计算各类船舶稳性。船舶稳性计算内容多、量大、衡准复杂，包括完整稳性，破舱稳性及有关辅助计算，是船舶航运、设计、建造、审图检验以及有关科研的必备手段。本软件由上海规范研究所根据中国海事局船舶法定检验规则研发。3.1 型线目前，表达船体形状最常用的方法是图示法，即用船体型线图来描述船体的形状特征。型线图是在三个相互垂直的投影面上，以船体型表面的横交线、投影线和外廓线表示
22、船体外形的图样。它是一张重要的船舶图样，不仅表示了船体的形状和大小，还是计算船舶航海性能，绘制其他船舶图样，进行船体放样的主要依据。型线图由纵剖线图、横剖线图和半宽水线图组成。型线图上究竟要多少根纵剖线、水线和横剖线才能表达清楚, 这取决于船体表面复杂程度。由于船体沿纵向是左右对称的, 所以只要表示半个船体即可。一般来说, 纵剖线是沿船宽方向等距布置的 , 大都取 3 一 5 根。 水线是从船底 (基线)向上等距布置的, 一直画到甲板边线附近;横剖线是沿船长等距布置的, 一般将船长 20 等分得到 21 个横剖面, 用 021 站代表, 所以在纵剖线图和半宽水线图中代表这些横剖面的垂直线又称为站线。因为船体形状是左右对称的, 所以水线和横剖线都只画一半。通常, 在横剖线图上右面的一半画前半部的横剖线. 左面的一半画后半部的横剖线。总而言之，型线图是完整表示船体形状的一张图纸, 它不仅是工厂施工的重要依据, 在设计工作中还要按照它的型值来计算舰船的各项性能。因此对型线图绘制的精确度
