1、本科毕业论文（20 届）7500DWT 多用途货船结构设计与规范校核所在学院 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 目 录摘 要 .3外 文 摘 要 .41、绪论.61.1 研究背景 .61.2 多用途货船的现状与发展前景.61.2.1 多用途货船船队现状 .61.2.2 多用途货船的发展前景 .81.2.3 多用途货船的种类 .81.2.4 结构规范设计的步骤.81.3 结构设计方法 .91.3.1 结构设计方法的选择.91.4 研究目标和内容.92、总体部分.92.1 设计船主尺度确定 .92.2 设计船舶重心计算 .142.3 形 线 设 计 . 2
2、12.4 总 布 置 设 计 .223、船体结构部分.263.1 概述: .263.2 主尺度 .263.3 外板和甲板 .273.3.1 外板 .273.3.2. 主甲板边板.323.4 货舱结构 .333.4.1 货舱双层底骨架.333.4.2 货舱横骨架式舷侧骨架.363.4.3 货舱底边舱.363.4.4 货舱顶边舱.393.4.5 货舱甲板骨架.413.5 机舱结构.423.5.2 机舱舷侧骨架.433.5.3 机舱平台骨架.463.5.4 机舱主甲板骨架.473.5.5 机舱支柱.493.6 艏尖舱结构.513.6.1 实肋板和中龙肋骨 .513.6.2 强胸横梁 .513.6.3
3、 舷侧纵桁.523.6.4 肋骨 .523.6.5 首尖舱甲板骨架.533.7 艉尖舱结构 .54本科毕业论文 目录 33.7.1 底部和舷侧结构.543.7.2 主甲板骨架.563.8 首、尾柱 .583.8.1 首柱.583.8.2 尾柱.583.9 水密舱壁 .593.9.1 FR3 舱壁 .593.9.2 FR8 舱壁 .593.9.3 FR27 舱壁 .603.9.4 FR76、 FR117 舱壁（货舱区） .613.9.5 FR168 防撞舱壁（按深舱计算） .633.10 上层建筑 .643.10.1 首楼.643.10.2 尾楼.673.10.3 救生甲板下围壁及甲板.703.
4、10.4 驾驶甲板下围壁及甲板.733.10.5 罗经甲板及下围壁甲板.763.10.6 机舱棚.783.11 舷墙及栏杆 .784、校核 .83结 语.87参 考 文 献 . .87附图.88附录：外文翻译.89本科毕业论文 摘要 4摘 要本文依据中国船级社钢质海船入级规范2006 版，对 7500DWT 近海多用途货船进行了结构规范设计。首先进行中横剖面和首尾端的结构规范设计，然后进行总纵强度校核，最后绘制中横剖面图、基本结构图等结构主要图纸。本船设计为单甲板、双壳、单机单桨、尾机型、具有艏、艉楼的钢质多用途货船。本文主要内容包括：多用途货船的发展及展望，货船结构特点，规范设计方法及设计过
5、程中应注意的问题；结构规范设计计算，及船中货舱区横剖面的弯曲强度校核；中横剖面图和基本结构图的绘制。关键词 多用途货船；规范设计；横剖面图；基本结构图；型线图。本科毕业论文 摘要 5Structure design and Check Specificationof 7500 Ton Multi-purpose vessel Abstract This paper introduce the basic structure of standardized design process of 7500Ton inshore Multi-purpose vessel, which accordin
6、g to CCS (2006 edition). At first, I carried out the standardized design of structure in cross section and the end. And then proceed to longitudinal strength check, the final drawing the map of cross sections and the map of basic structure which are the drawings of main structure. This ship is a Mul
7、ti-purpose vessel which has a single deck, double-hull, single oar, tail models, with forecastle and poopThe main contents of includes in this paper: development and forecasting of the Multi-purpose vessel, the structural characteristics and the methods of the design of the Multi-purpose vessel, and
8、 something should be pay attention to during the design process; The basic process of the structure design of the Multi-purpose vessel, and examination of bending intensity of the mid-ship section in district of cargo cabin; Mapping of the mid-ship section, basic construction profile and plan.Key Wo
9、rds multi-purpose cargo ship; specification design; transverse section; the basic structure; type of line graph本科毕业论文 正文 61、绪论1.1 研究背景由于世界经济一体化，企业经营全球化进程日益加快，国际贸易高速增长，促使海运行业日益壮大并且船队种类不断细分，但是，无论怎样细分和变化，多用途货船在参与国际贸易运输中仍然将发挥不可代替的作用，同时，多用途货船日益趋向超大规模经营。多用途货船作为国际航运的重要组成部分，也势必顺应大趋势而发展。全球经济的快速增长带动了航运界的突飞猛进，
10、多用途货船在货物运输中的作用日益重要，因此多用途货船迄今仍然是世界性产业不可缺少的部分。结构规范设计是船舶设计过程中极为重要的环节，设计是否合理对之后的生产设计有着直接的影响，也是能否实现现代化造船的关键。用途船是指具备多种运载功能的船舶。广义上说凡能装运两类以上货物的船舶都可称作多用途船。虽然多用途船不像散货船、油船和集装箱船等主流船型那样在国际航运市场取得举足轻重的地位，但是，多用途船仍可以凭借自身诸多优势取得进一步的发展，在船队中发挥积极作用。在航运市场兴旺之时，多用途船能够为航运公司创造较高的收益：而在世界贸易形势捉摸不定，海运形势动荡多变之时，多用途船又能适应多变的形势为航运公司的生
11、存赢得一席之地。以多用途货船产业作为切入点，通过对多用途货船产业特征和统计数据的全面分析，确定多用途货船产业发展概况和基本特征；运用科学的方法和模型，帮助企业掌握市场动向，明确多用途货船产业竞争趋势；并在此基础上，对企业发展中遇到的经营及管理方面的问题进行有针对性的分析，为企业解决运行中的阻力提供行之有效的解决思路。1.2 多用途货船的现状与发展前景1.2.1 多用途货船船队现状现代船舶大多设用了高强度结构钢，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。这种较薄的高强度钢材的脆性较强，柔韧
12、性较低，在遭遇较大外力时， 更加容易发生疲劳脆性断裂。货船是当今世界的三大主流船型之一，且呈现了本科毕业论文 正文 7超大型化的势头。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， 这种性质的断裂在很多货船上已经发生，这说明新建多用途货船确实存在着其构造上的薄弱环节。因此，对当今的散货船使用者来讲，不论是新船还是旧船, 对船体结构细密的检查维护保养、对船体受力的合理控制，同样都是不容忽视的重要问题。船体结构和强度是确保散货船安全的关键实践中大多数的船长驾驶员习惯上对船舶的稳性问题考虑得最多，甚至连经营公司的监管者也有如此倾
13、向。人们的意识中似乎只有船舶的稳性最直观、最能切身地感觉得到，也是最被关注的。而对于船体结构、强度问题，除了几起船舶的二层柜被压塌事故提醒人们要关注局部强度问题外，其他象弯矩、剪力、扭矩等强度概念似乎是离我们很遥远的事。对船舶船体结构、强度问题及其隐患对船舶安全的巨大威胁，警惕性不高和防范意识淡薄是一个带有普遍性的现实问题。原因有三点一是船舶强度知识的匾乏。不少人对多用途货船结构上有哪些强度的薄弱部位和应力集中点，对如何有效检查维修这些薄弱部位、应力集中点，对如何防范船体结构产生内伤等方面还停留在感性认识阶段, 而没有明确的量化概念。特别是一些初次任职的大副，在船舶强度上有认识不够、意识淡漠、
14、考虑不周等现象存在二是大多数船长和驾驶员从未经历过船体强度方面的事故，而仅凭理论上和其他船舶这方面的事故教训不足以引起触动三是船体结构强度危险性的隐晦性不象船舶稳性不足那样立竿影。这是导致我们船舶管理人员在船舶强度上思想麻痹的重要原因。为规范货船的设计，提高船舶航行的安全性，近年来国际海事组织( IMO)和国际船级社协会( IACS)相继主持制定了建造散货船必须采用的一系列新规则。2006 年国际船级社协会又颁布了散货船共同结构规范(CSR) ，中国船级社 2006 年也颁布了钢质海船入级规范(CCS) ，两个新的规范均从 2006 年 4 月 1 日起正式实施。新规范对散货船的船体结构设计标
15、准作了较为全面、系统、详细的规定。船体结构设计的主要内容是在满足船舶总体设计的要求下,解决船体结构的形式、构件的尺度与连接方式等设计问题,要求达到最小的结构重量,能保证船体具有足够的强度和刚性,从而降低造船成本,以取得良好的技术经济性能。船舶经常运营于高速、强水流、强气流等环境条件下，船舶设计结构不仅要考虑船舶总纵强度、局部强度、结构稳定性，还需要考虑振动、冲击、噪声等。由此可见，船舶结构设计是一门技术含量高、设计难度大的学科领域。船舶结构设计的困难的另一个重要方面是由于船舶体积庞大，在很多场合下无法像汽车、飞机等一样做整体试验。传统船舶结构设计是本科毕业论文 正文 8通过母型船改进，结合经验
16、开展简化结构的定性分析计算完成，其结构设计、计算和分析包含大量的经验成分。船舶结构试验开展的困难，加大了船舶结构设计对数值仿真技术的依赖性，CAE 技术成为船舶结构设计的重要工具。目前 CAE 技术在船舶结构设计中已使用非常广泛，已渗透到船舶结构设计计算中的每一个领域。1.2.2 多用途货船的发展前景经济的发展，多用途货船运输在经济发展中的作用日益重要。要实现我国成为世界第一造船大国的目标，首先就要在产量上超过日本和韩国，为此应该把吨位大、技术难度小、已形成优势的三大主力船型之一的多用途货船作为发展的重点，加大投入，增加技术储备，积极参与国际竞争。目前国内的各大船厂都在努力打造自己的品牌船型，
17、目前国内外的多用途货船需求大增，我们应该抓住机遇，加快多用途货船的建造和运输的发展，为我国的经济建设服务。 1.2.3 多用途货船的种类多用途货船是指具备多种运载功能的船舶。广义上说凡能装运两类以上货物的船舶都可称作多用途船。虽然多用途船不像散货船、油船和集装箱船等主流船型那样在国际航运市场取得举足轻重的地位，但是，多用途船仍可以凭借自身诸多优势取得进一步的发展，在船队中发挥积极作用。在航运市场兴旺之时，多用途船能够为航运公司创造较高的收益：而在世界贸易形势捉摸不定，海运形势动荡多变之时，多用途船又能适应多变的形势为航运公司的生存赢得一席之地。1.2.4 结构规范设计的步骤常规船结构设计的大致
18、步骤是：（1） 根据型线图，总布置图及设计任务书的要求，通过调研，总体分析同类型船舶在结构上的优缺点，定出结构形式，肋骨的间距和改进措施。（2) 船体中部受总纵弯曲的力最大，是整船的结构的主要矛盾，所以设计要从船的中部开始，即在船的中部 0.4L 范围内选 24 个具有代表性的剖面进行计算。先按规范计算主要构件尺寸，然后参考型船的实际尺寸并结合使用要求等来选取新设计船的构件的尺寸（尺寸应符合材料规格与型号），对某些规范上未规定的构件需参考型船按自己想的来决定或用计算方法决定，在这过程中逐渐绘制出船体中部剖面图。规范计算和船体中部剖面图绘制是本科毕业论文 正文 9交叉进行的。(3) 根据船体中部
19、剖面图与总布置图进行全船结构布置，即绘制基本结构图。同时完成主要构件计算书。(4) 完成其他所有的图纸和文件船体中部剖面图和基本结构图是全部结构的全局性构想，他集中反映设计船的结构形式，主要构件尺寸，连接方式与构件布置等，是其他结构图的原则依据。但随着结构设计阶段的深入与发展，所有结构图的绘制与计算都免不了反复修改，直至最后定型方能彼此准确呼应。1.3 结构设计方法1.3.1 结构设计方法的选择在船舶结构设计中有强度计算设计法，结构分析的有限元方法、结构优化设计和结构规范设计。强度计算设计法优点是对材料的用量控制的很好，而且满足了结构强度的要求。但是这种方法要对每一个构件进行强度计算，工作量是
20、非常大的，而且不简便。结构规范设计方法很简，迅捷，实用，特别是使用于常规的船舶。但是它也有缺点，设计是否合理，设计者心中无数，结构强度的保证，受到规范使用范围的限制。对于 7500DWT 多用途货船结构设计我们选择结构规范设计方法。1.4 研究目标和内容本文依据 CCS钢质海船入级规范 （2006）的规范要求进行设计，首先通过调研总结该多用途货船的结构特点，然后进行结构规范设计计算以及总纵强度校核，编写船体结构规范计算书，绘制中横剖面图，基本结构图等 CAD 图形，最终完成论文。2、总体部分2.1 设计船主尺度确定2.1.1 设计任务书船 名： 7500DWT 多用途货船本科毕业论文 正文 1
21、0航 区： II 类（近海航区）船型特征： 本船为单甲板、双壳、单机单桨、尾机型、具有艏、艉楼的钢质多用途货船用 途： 用于装运集装箱、煤、矿砂、水泥（袋装）等主尺度： 总 长 LoA 1 16.90m垂线间长 LPP 110.20m型宽 B 16.40m型深 D 7.80m吃水 d 6.00m船员 21 人船级与船籍： 非国际主机： 8320 船用柴油机 1 台，额定功率 2060KW，额定转速 525r/min，干重：30000kg，耗油率：203g/kWh，尺寸（长宽高）：601018183480mm齿轮箱：GWC52.59 船用齿轮箱 1 台，减速比 3.5251：1，重：8920kg
22、。航速/功率储备： 11.0Kn/10%MCR续航力：2000 海里 船体结构（材料、结构形式等）：钢质焊接，纵、横混合骨架形式总布置要求：本船主甲板以下设 6 道水密横舱壁，自尾至首分隔成舵机舱（左、右边设 No1 淡水舱、双层底内设 No2 淡水舱） 、机舱（双层底内设有轻油舱、滑油循环舱、轻油溢油舱、重油溢油舱、污滑油舱、污油舱、污油水舱，平台上设有 No1、 3、4 重油舱、No1 、2 日用轻油舱、滑油储存舱，平台下设有 No2 重油舱） 、No3 货舱（双层壳内设 No5 压载水舱） 、No2 货舱（双层壳内设 No4 压载水舱） 、No1 货舱（双层壳内设 No3 压载水舱） 、应急泵舱（内设锚链舱、平台下为 No2 压载水舱） 、首尖舱（No1 压载水舱） 。尾楼内设有 7 个单人船员室、食品库、浴室、厕所、空调机间、备件间、储藏室、CO 2室、机舱棚。第二层甲板室内设有厨房、餐厅、厕所、应急电瓶间、充放电间、废气锅炉间。第三层甲板室内设有 3 个单人船员室、1 个双人船员室、会议室、厕所、盥洗室、无线电电瓶间、废气锅炉间。第四层甲板室内设有 4 个单人船员室、轮机长室、厕所、盥洗室、洗衣间。
