毕业论文某1000t货船船型设计与性能计算.docx

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1、毕业论文某1000t货船船型设计与性能计算浙江海洋学院本科毕业论文 1000吨货船船型设计与性能计算 * (浙江海洋学院，浙江 舟山 316000) 摘要 本船为钢体质、单层底、单主机、单螺旋桨、单舵、尾机型，航行于沿海区域的货船，尾部有尾楼，首部有首楼。主要航行于国内沿海各港口之间，本船为一般干货船，可以装载一般干杂货物。 该设计主要包括四个部分：总体设计部分、性能计算部分、干舷计算部分、吨位丈量部分。一、总体设计部分包括：任务书分析与母型船资料的分析，设计船的主尺度和重量重心的计算，并绘制总布置草图等等。二、性能计算及设计部分包括：绘制新船的型线图，静水力计算及其曲线绘制，计算船的初稳性与

2、典型装载。三、干舷计算的部分包括：实际舷弧面积计算、非标准舷弧的修正、最小干舷计算。四、吨位丈量计算部分包括：邦戎曲线计算、甲板以下所有围壁处所的型体积计算、主体部分容积计算、甲板以上所有围蔽处所的体积计算、总吨位计算、净吨位计算。 结论：该船总长54.01m，设计吃水3.5m，设计排水量1260.955t，设计最低航速10kn，满足设计任务书的要求并且满足规范和总布置的要求。 关键词 干货船；总体设计；性能设计；干舷计算；吨位计算 1 浙江海洋学院本科毕业论文 Calculation of 1000 tons cargo ship design and performance Wuxinke

3、 School of Naval Architecture and ocean engineering of Zhejiang Ocean University, Zhejiang Zhoushan 316000 Abstract: This ship is a steel, single bottom, single, single oar and rudder, stern engine, sailing in the coastal area of cargo, the tail end, first the first floor. The main sail between the

4、domestic coastal ports, this ship is a general dry cargo ship, loaded with general dry cargo. The design includes four parts: the general part, performance parts, freeboard calculation part, the tonnage measurement part. Overall, including a part of the design: analysis of task and parent materials,

5、 design and calculation of main dimensions and determine the weight and center of gravity, and draw the layout sketch etc. The two part design, including performance: through imitations transform rendering design ship line drawings, drawing the Hydrostatic Calculation and curve of ship design, initi

6、al stability and floating calculation. Three, freeboard calculation part includes: the sheer area calculation, correction, non standard sheer minimum freeboard calculations. Four, tonnage calculation part includes: Bang Rong curve calculation, the deck below all wall where the volume calculation, th

7、e main part of volume calculation, the deck above all enclosed spaces volume calculation, the total tonnage, net tonnage. Conclusion: the ship is 54.01m, the design draft of 3.5m, drainage capacity 1260.955t, the design lowest speed 10kN, meet the requirements of the design task and meet the specifi

8、cations and requirements of general arrangement. Keywords：Dry cargo ships; overall design; performance design;freeboard calculation; calculation of tonnage 2 浙江海洋学院本科毕业论文 目 录 前 言 . 4 第1章 总体部分 . 5 任务书与母型船资料分析 . 错误！未定义书签。 1.1设计船排水量及主要尺度确 . 5 1.1.1主要尺度确定 . 5 1.2 总布置设计与总布置草图 . 5 1.3设计船重量与重心计算 . 5 1.3.1

9、空船重量估算 . 5 1.3.2 载重量估算 . 5 1.3.3设计船重心计算 . 6 1.4总布置正式图 . 9 1.4.1总布置说明书 . 9 1.4.2总布置图. 11 第2章 性能部分 . 14 2.1设计船型线图绘制 . 14 2.2 静水力计算与静水力曲线图绘制 . 16 2.3 初稳性与浮态计算 . 21 第3章 干舷计算 . 27 3.1.1计算说明. 27 3.1.2主要尺度. 27 3.1.3最小干舷计算 . 28 第4章 吨位计算 . 30 4.1.1主要尺度. 30 4.1.2 各站位邦戎曲线面积 . 30 4.2总吨位计算. 38 4.2.1甲板以下所有围壁处所的型体

10、积 . 38 4.2.2上甲板以上所有围蔽处所的体积V2 . 39 4.3净吨位计算. 39 第5章 总结部分 . 40 3 浙江海洋学院本科毕业论文 前 言 这次设计的船舶是干散货船，主要进行干散货运输，桶装液体货物也可装运，这是最常见的散货船，专门用来装运包扎过的货物，或干散货运输，因此，它被称为干散货船。 在干货船体上，设置有宽敞的货舱，用于装货，货舱口设置有自动开启的舱门；甲板上安装有各种类型的起货机械。小型货船上的建筑比较低矮，并且甲板的层数不多，生活设施也较为简单。 在普通的货运船舶中，干散货船占有很大比例，排水量小致几百几千吨，大致几万几十万吨。 有的货物装运一些干货船，还带着乘

11、客，这种既带着旅客有载着货物的船叫做客货船。客货船在我国沿海航行区域内占有一定的比例。 船舶设计是造船的准备工作。它具有多种贴点，例如条件的特殊性、构造类型繁多、系统比较复杂、技术含量较高、投资大以及使用周期长等特点 。因此，设计船舶必须较为谨慎。 船舶的设计程序，首先是有船东来编制与设计任务书，并根据任务书作为设计的根据；设计部门在根据母型船来设计新船规划的时候，一般分4个阶段来进行。大体上可划分为：1、初步设计、2、技术设计、3、施工设计、4、完工设计等四个阶段。 本次毕业设计的主要工作是在设计阶段中的初步设计阶段。初步设计是按照设计任务书要求进行设计的，也是是船舶设计最为主要的设计阶段。

12、同时最主要的进行船舶主要性能计算，型线图以及总布置图的绘制。并且包括中横剖面图等主要图纸的绘制。 此次毕业设计的题目是“1000吨货船船型设计与性能计算”，主要研究船舶设计中的原则性问题，例如如何选择好设计船的要素和船型的参数，确定其结构形式，选择型线及总布置等等问题。其中核心的问题就是选择以及确定船舶的各项主要要素并且依此做为根据来绘制型线图、总布置图等。 设计方法：采用母型船的资料来改造并依此来设计新船，也需要注重对设计过程中的改进与创新。在主尺度和船型系数确定的情况下，加以参考近年来国内新船的研究和开发的船型以及更偏好的母型船资料，根据干货船的特点，对型线进行设计，并设计总布置，利用所学

13、知识与技术进行静水力计算、邦戎曲线计算，在此同时还应考虑船舶初稳性计算，干舷计算以及吨位丈量计算。 设计目的：通过对1000吨的货船在船舶性能计算与设计，理解和掌握内容、方法和步骤，熟悉船舶专业书籍的性能设计计算方法研究，将这些作为参考并有机的联合起来，同时了解国内外的船舶建造技术和法律规定的检验规章与规范，对船舶设计有进一步更为深刻的认识。 4 浙江海洋学院本科毕业论文 第1章 总体部分 总体设计部分是一艘新船在设计过程中一个总的也是最为基础环节，是一项最为基本的工作。总体设计工作的顺利进行，确保新的船舶设计正确、合理，满足设计和使用要求，具有决定性的作用。 1.1设计船排水量及主要尺度确

14、1.1.1主要尺度确定 根据任务书对设计船的主尺度及船型系数确定如下： 总长： 54.01m 垂线间长： 49.31m 型宽： 8.8 m 型深： 4.2m 设计吃水： 3.5m 满载排水量： 1260.955t 主机： 道依茨BV6M628型柴油机1台 油耗： 192g/kWh 额定功率： 955KW 肋 距 0.55m 额定转速： 750r/min 粱拱: 0.17m 1.2 总布置设计与总布置草图 根据新船和任务要求的特点，对原始数据的分析的基础上，先制定能够反映总体布局和纲要草案和各项布局。在分析草图设计，安排整体的布局，然后根据型线图所求得的值，特别是更详细的安排对座舱和设备，对母型

15、船采取适当的改变。参考母型船总布置设计情况，按照总布置设计说明，结合设计船的实际用途，可以画出总布置草图，为以后作出正式总布置图做准备，也为整个船体的设计作出一个大致的轮廓。 总布置设计说明书见总布置正式图部分，总布置图见附图。 1.3设计船重量与重心计算 1.3.1 空船重量估算 查船舶设计原理表3.2.1可得： 空船重量LW/满载排水量=0.3 可求得空船重量LW=0.3*1260.955=378.3t 1.3.2 载重量估算 载重量DW 1 船员及行李： 130.065+0.0513=1.495t 2 食品: 0.00451310=0.585t 5 浙江海洋学院本科毕业论文 3 淡水:

16、0.21310=26t -34 燃油: WF=g0P tk101 =1.2*0.192*995*10*24*1.2/1000 =66.023t 5 润滑油 WL=WF=0.0566.023=3.301t 1.3.3设计船重心计算 设计船的重心有多种情况：一般按照以下4布来计算：1、满载出港,2、满载到港,3、压载出港，4、压载到港等，列表计算如下： 表11 满载货物出港重量重心计算表 序 号 1 重量 空船 378.287 1.495 35.517 24.27 0.585 66.023 3.301 751.477 垂向 距基线距离 力臂(m) 3.199 5.458 2.264 3.752 5

17、.439 3.2 0.495 3.091 力矩(tm) 1210.139 8.16 80.412 91.061 3.182 211.275 1.634 2322.814 3928.676 3.116 纵向 距船中距离 力臂(m) -1.704 -18.064 20.966 -24.312 -16.161 -20.217 -17.044 2.545 力矩(tm) -644.6 -27.006 744.659 -590.052 -9.454 -1334.796 -56.263 1912.508 -5.003 -0.004 项目 2 船员及行李 3 船艏淡水 4 船艉清水舱 5 6 7 8 食品 燃

18、油 润滑油 货物 D=SWi 1260.955 重心坐标 SMzi SMziZG= DSMxi SMxiXG= D表12 满载货物进港重量重心计算表 序 号 1 3 重量 空船 船艏淡水 378.287 1.495 3.552 24.27 垂向 距基线距离 力臂(m) 3.199 5.458 2.264 3.752 力矩(tm) 1210.139 8.16 8.042 91.061 纵向 距船中距离 力臂(m) -1.704 -18.064 20.966 -24.312 力矩(tm) -644.6 -27.006 74.466 -590.052 6 项目 2 船员及行李 4 船艉清水舱 浙江海

19、洋学院本科毕业论文 5 6 7 8 食品 燃油 润滑油 货物 0.0585 6.602 3.301 751.477 5.439 3.2 0.495 3.091 0.318 21.128 1.634 2322.676 3663.294 3.134 -16.161 -20.217 -17.044 2.545 -0.945 -133.48 -56.263 1912.508 534.641 0.457 D=SWi 1169.042 重心坐标 SMzi SMziZG= DSMxi SMxiXG= D表12 空船压载出港重量重心计算表 序 号 1 2 3 4 5 6 7 重量 空船 船员及行李 船艏淡水

20、船艉冷却水 食品 燃油 润滑油 378.287 1.495 35.517 24.27 0.585 66.02 3.301 586.626 垂向 距基线距离 力臂(m) 3.199 5.458 2.264 3.752 5.439 3.2 0.495 2.24 力矩(tm) 1210.139 8.16 80.42 91.061 3.18 211.28 1.634 172.812 1778.672 3.032 纵向 距船中距离 力臂(m) -1.704 -18.064 20.966 -24.312 -16.161 -20.217 -17.044 23.219 力矩(tm) -644.6 -27.00

21、6 744.66 -590.052 -9.45 -1334.8 -56.263 1791.3 -126.221 -0.215 项目 8 船艏压载水舱 77.148 D=SWi 重心坐标 SMzi SMziZG= DSMxi SMxiXG= D表14 空船压载进港重量重心计算表 序 号 1 2 3 4 5 6 项目 重量 垂向 距基线距离 力臂(m) 3.199 5.458 2.264 3.752 5.439 3.2 力矩(tm) 1210.139 8.16 8.042 91.061 0.318 21.128 纵向 距船中距离 力臂(m) -1.704 -18.064 2.097 -24.312

22、 -16.161 -20.217 力矩(tm) -644.600 -27.006 74.466 -590.052 -0.945 -133.480 7 空船 船员及行李 船艏淡水 船艉冷却水 食品 燃油 378.287 1.495 3.552 24.27 0.585 6.602 浙江海洋学院本科毕业论文 7 润滑油 3.301 494.713 0.495 2.24 1.634 172.812 1513.292 3.059 -17.044 23.219 -56.263 1791.3 413.426 0.836 17 船艏压载水舱 77.148 D=SWi 重心坐标 SMzi SMziZG= DSM

23、xi SMxiXG= D上表所用的计算公式参考船舶设计原理第三章、第七章第三节，船舶静水力第三章 8 浙江海洋学院本科毕业论文 1.4总布置正式图 1.4.1总布置说明书 船型特征、布置形式、用途与航行海域 船型特征：本船为钢体质、单层底、单主机、单螺旋桨、单舵、尾机型，航行于沿海航区的散货船，尾部有艉楼，首部有艏楼。 布置形式：艉楼甲板上有前桅1支以及各式的系泊设备与锚泊设备。艏楼内设餐厅、厨房、厕所、浴室、机舱棚、2间单人船员室、2间双人船员室。艉楼甲板室内设3个单人船员室，2个双人船员室， 1个电瓶间。艉楼甲板后端左舷设13人气胀式救生筏1只。驾驶甲板上前部布置驾驶甲板室内有船长室、海图

24、室和驾驶室，后部机舱棚天窗和假烟囱。罗经甲板上设有信号灯及船名灯等。 用 途：装载一般干杂货物 航行海域：沿海航区 (2)总体布置: 1为了确保船舶的安全系数以及结构强度上的各项需要，船体内部必须要求设置一定量的水密舱壁。 根据我国船级社钢质海船入级与建造规范规定尾机型船水密横舱壁应不小于4，横向水密舱壁设置还规定：除尾尖舱壁外，其余的水密舱壁都应该通过舱壁的甲板；机舱的前后两舱壁应为水密舱壁。 设计的船舶全船共设置5道水密横舱壁，分别位于1、5、15、79、82肋位。 2肋骨间距 我国钢质海船入级与建造规范规定的标准肋骨间距： #Sb=0.0016Ls+0.5 (m) 实际取得的船舶肋间距是

25、基于上述规定，考虑施工方便等因素来安排确定，通常将Sb 取整到整数。设计船全船肋距550mm 3在承载能力和装卸效率，是船舶设计的设计重点考虑，所以使用尾机型。 4舱室的布置 全船共有五个水密舱壁，从船头到船尾分为艏尖舱、压载水舱，杂物室，两个货舱，机舱，淡水舱和尾尖舱舱，机舱前部设置燃油舱。艏楼内设置储物舱。具体分布见总布置图。 5首楼和尾楼。 上甲板首部设艏楼，艏楼的设置主要是为了考虑船迎浪或斜浪航行时以减少甲板上浪，甲板上浪严重危及甲板上的船员，甲板上的启闭装置与设备的安全。艏楼布置有锚链舱、灯具间、杂物间。艏楼甲板上布置有锚系泊设备以及前桅杆。 9 浙江海洋学院本科毕业论文 本船设有尾

26、楼。艏楼内设餐厅、厨房、厕所、浴室、机舱棚、2间单人船员室、2间双人船员室。艉楼甲板室内设3个单人船员室，2个双人船员室， 1个电瓶间。艉楼甲板后端左舷设置有可容纳13人的气胀式救生筏1只。驾驶甲板上前部布置驾驶甲板室内有船长室、海图室和驾驶室，后部机舱棚天窗和假烟囱。罗经甲板上设有信号灯及船名灯等。 6上层建筑的划分，基本与母型船一致。 7全船具体布置见总布置图。(ZHC630-100-01) 具体分布参考船舶设计原理第七章。 (3)舾装部分 舾装 舾装数 N =241，根据CCS钢质海船入级与建造规范的要求对沿海航区船舶配备锚泊与系泊设备。 锚设备 锚设备 锚：艏锚2头，每头重660kg，

27、备用锚一头，重660kg 锚链：有档锚链AM1总长度302.5m，26mm 锚机：配相应的AM1-26电动液压锚机2台，闸刀式止链器2只 系泊设备 拖索：25mm镀锌钢丝绳180米1根，破断负荷不小于129.4kn 丙纶丝绳系船索4根，周长不小于63mm，每根长120m，破断负荷不小于64kn 船尾主甲板设立式绞缆盘1只，艏楼甲板设卧式绞缆盘2只 主甲板、艉楼甲板和艏楼甲板分别设置系缆桩若干 舵设备 采用双点流线型平衡舵，舵面积3.382m，舵杆材料选用35号钢。 舵与舵杆水平法兰采用螺栓连接，本船选用额定扭矩艉30KNM的往复式电动液压舵机1台 救生设备 配救生衣18件，每人1件，置于各船员

28、室，其余备用。配救生圈6只，其中3只带自亮浮灯，2只带救生浮索，分别置于艏楼甲板、驾驶甲板和艉楼甲板。 15人气胀式救生筏一只，置于艉楼甲板左舷。火箭降落伞火焰信号6支。 消防设备 消防泵1台，位于机舱内；消防栓及水带箱各4只，分别位于主甲板、艉楼甲板、10 3浙江海洋学院本科毕业论文 艏楼甲板和机舱；手提式灭火器10只，分别位于主甲板、艉楼甲板、驾驶甲板和机舱；太平斧2把，分别位于主甲板和艏楼甲板；火警按扭开关1只，位于驾驶室内。 航行、信号设备 本船基本号灯配置左右舷灯各1盏，前后桅灯各1盏，艉灯1盏；配置失控灯2盏，左右转弯调头灯各1盏；配导航雷达1台，GPS卫星导航仪台，号笛1支，号钟

29、2只，磁罗经2只，测深锤1只，倾斜仪1只，号球3只，国旗3面，国际信号旗1套；驾驶室设船令广播系统1套，灯光传令钟1套。 无线电设备 带DSC的中高频1台，内置DSC的甚高频无线电话1台，救生艇筏双向甚高频无限电话2只，搜救雷达应答器1只。 人孔、扶梯、门窗、栏杆 人孔：本船位于主甲板舱室人孔7个，人孔尺寸均为500mm500mm，人孔盖具有两面可以紧固、开关的水密压紧装置。舵机舱人孔尺寸为900mm900mm。 钢质扶梯：主甲板至艉楼甲板室外2部，室内1部；艉楼甲板至驾驶甲板室外1部，室内1部；驾驶甲板至罗经甲板钢质直梯1部；主甲板至艉楼甲板钢质斜梯2部。 钢质水密门分别位于艉楼前、后端壁、

30、艏楼后端壁、机舱口和艉楼甲板室两侧。水密舷窗采用直径320mm轻型上开舷窗，艉楼左舷4扇，右舷5扇，艉楼前端壁2扇。 舷抢：本船艏楼甲板、船中货舱两舷、主甲板尾端及艉楼甲板的甲板室两侧设置防护舷墙，主甲板舷墙高度1100mm，艉楼甲板舷墙高度1000mm。 栏杆：本船位于艉楼甲板、驾驶甲板、罗经甲板和艏楼甲板均设置防护栏杆。 舱室设备 居住舱室，驾驶室内敷设三夹板，太阳直接照射处垫以岩棉隔热材料；艉楼甲板以上船员生活室均采用玻璃方窗采光。船员室内设有床铺、床头柜、椅子、热水瓶架、衣帽钩等生活用品；餐厅内设有可供13人同时用餐的餐桌2张，长条凳4张；浴室内设置淋浴喷头2只，洗面盆1只，镜面箱1个

31、。厕所内配大便器1只，水槽1只。 1.4.2总布置图 总布置图见附图 11 东海科学技术学院本科毕业论文 图1 总布置图1 12 东海科学技术学院本科毕业论文 图2 总布置图2 13 东海科学技术学院本科毕业论文 第2章 性能部分 2.1设计船型线图绘制 船体型线是性能设计的项目之一，它是总布置图设计、船体构造以及性能的计算，机舱布置等各种设计项目的依据和基础。本设计船型线由母型船型线进行仿氏变换而来，并在保证航行性能、总布置要求、船体结构的合理规范和工艺性及经济性等因素后，对变换后的型线作适当的修改，使船型更加优化。仿氏变换已由前面的总体部分计算完成。型值表见表21。 型线图见下页。 14

32、东海科学技术学院本科毕业论文 图3 型线图 15 东海科学技术学院本科毕业论文 2.2 静水力计算与静水力曲线图绘制 该图包括下列曲线： 曲线 曲线； XB曲线 ZB曲线； Aw曲线 XF曲线； TPC曲线 BM曲线； BM曲线 MTC曲线； CB曲线 Cp曲线； Cwp曲线 CM曲线。 静水力曲线图见图4。 图4 静水力曲线图 16 东海科学技术学院本科毕业论文 本设计船静水力计算采用梯形法，列表计算如下： 表21 型值表 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 主甲板边舷墙线 艉楼甲板边线 顶线 艉封- - - - - - 745 1883 256

33、5 2985 - 3266 板 0 -52 -94 -107 -148 -219 -248 1512 2474 2942 3354 - 3610 140 239 369 498 776 1451 2445 3153 3395 3729 4061 - 1 218 741 1170 1543 2023 2732 3309 3715 4010 4057 4278 - 1 649 1516 2151 2675 3174 3648 3986 4060 4249 4277 4400 - 2 1430 2542 3168 3592 3928 4188 4324 4377 4400 4400 - 4400 2

34、 2242 3430 3963 4198 4293 4356 4384 4397 4400 4400 - 4400 3 3048 4023 4306 4400 4400 4400 4400 4400 4400 4400 - 4400 3 3381 4192 4367 4400 4400 4400 4400 4400 4400 4400 - 4400 4 3450 4234 4385 4400 4400 4400 4400 4400 4400 4400 - 4400 4 3450 4234 4385 4400 4400 4400 4400 4400 4400 4400 - 4400 5 3450 4234 4385 4400 4400 4400 4400 4400 4400 4400 - 4400 5 3450 4234 4385 4400 4400 4400 4400 4400 4400 4400 - 4400 6