船舶性能设计毕业设计论文.doc

高等教育自学考试毕业设计（论文）题 目 船舶性能设计 专业班级 10秋船舶与海洋工程 姓 名 指导教师姓名、职称 所属助学单位 武汉交通职业学院 2012年 7月 1 日摘要 本人毕业设计的任务是拟定一艘150T冷藏船的有关资料设计，其中包括静水力曲线的计算及绘制，参考书籍资料对船体舱容体积的计算等。关键词：船舶 静水力曲线计算 分舱 破舱稳性目录 第一章 绪论 3 1.1 概述 3 1.2 结构材料 3 1.3 主要尺寸数据 3 1.4 船底板 3 1.5 平板龙骨 4 1.6 舭列板 4 1.7 舷侧顶板 4 1.8 结构尺寸选择的原则 4 1.9 骨架设计 5 1.91 甲板半剖面积5 1.92 双骨架设计5 1.93 中桁材和旁桁材5 1.94 实肋板和水密肋板6 1.95 内底板6第二章 静水力曲线计算 2.1 静水力曲线计算表 7 2.2 静水力曲线图 20第三章 分舱及破舱稳性的计算 22 3.1 有关的名词定义 22 3.2 分舱检验 22 3.3 破舱稳性 23结束语24致谢25参考文献26第一章 绪论1.1 概论：本船主要工作于长江的内河小型货船，结构按钢质内河船入级与建造规范（2002）简称内规和对A级航区要求进行设计。1.2 结构材料： 全船结构采用一般强度船用结构钢，即ZCA钢，3=235Mpa。1.3 主要尺寸数据：总长Loa=49.9m 计算船长 L=45.00m设计吃水 T=2.80m 最大吃水 T=3.10m型宽 B=8.60m 型深 D=4.00m设计载货量167.6t 超载载货量 243.6t主机功率 441kw 主机转速 400 r/min设计排水量 D1=598t 最大排水量 D2=684t肋骨间距 s=0.55m 骨架形式：双底单甲板横骨架式L/D=11.25 B/D=2.151.4 船底板： 船舶中部底板厚度不小于按下式计算所得值 T=a(L+BS+r) a航区系数，A级航区取a=1,=0.076,=4.5,=-0.4 T1=1×(0.076×45+4.5×0.55-0.4)=7.5mm 船底板t2=4.8s 取s=0.55m d=2.8m r=1.25m 得t2=4.8×0.55×1.25=5.3mm 取t=8mm1.5 平板龙骨 按内规平板龙骨宽度应小于b，船中部平板龙骨应按船底 厚度增加1 mm。 b0.1B=0.1×8500mm=850mm 实取t=9mm b=1000mm1.6 舭列板 按内规舭列板厚度应按船中部厚度增加0.5m,实取t=8mm。1.7 舷侧顶板 按内规其厚度小于强甲板边厚度的0.85倍，宽度不小于0.1D T>0.85×8mm=6.8mm 实取t=8mm B=0.1D=0.1×4000mm=400mm 实取b=500mm1.8结构尺寸选择的原则：（1）主要构件的布置确保结构的有效连续性。（2）主要构件的腹板厚度tw=0.01sw（sw为扶强材的腹板高度，tw为腹板的厚度）面板的剖面面积Af=dwtw/150（cm2）（3）主要构件防倾肋板1.9骨架设计：船底：机舱后壁至防撞舱壁为双层底横骨架式。舷侧：横骨架式肋骨交替肋骨制。甲板：横骨架式。1.91 甲板半剖面积该船甲板板为横骨架式按内规 按A=B/2(L+) 取=0.48 =1.08A=8.524×（0.48×45+10.8）=137.70C实际甲板半剖面积甲板板7×26.50=185.5cm2甲板纵桁2合计 197cm2A=197cm>137.70cm2 满足强度1.92 双骨架设计按实际情况双底高h=800mm,每2档肋位一实肋板，不设实肋板的部位设组合肋板，肋距s=0.55m 0.55×2=1.1m<2.5m 满足要求1.93 中桁材和旁桁材 该船中部货舱区平板龙骨厚度t=9mm 按内规中桁材厚度t=9mm h/t=900/9=100 设置垂直扶强材 按内规扶强材宽度为厚度的8倍，故采用扁钢8×70为扶强材。 按内规旁桁材与船底同厚 t=8mm1.94 实肋板和水密肋板 按内规实肋板厚度与所在部位的船底的厚度相同，取t=8mm。水密肋板与实肋板高度比为800/8=100 设置加强筋。加强筋其间距小于双层底高度的2倍，实取1600mm,故采用8×70的加强筋。1.95 内底板 按内规，t1=0.04L+4.5S+0.4 t2=5.5s本船底板计算水柱按规定为h=3.1m,将各已知条件代入上面两式分别得t1=0.04×45+4.5×0.55+0.4=4.67mm5mmt2=5.5×0.55×3.1=5.326mm实取厚度 t=8mm>5.326mm 第二章 静水力曲线计算2.1 静水力曲线计算表2.2 静水力曲线图A x I I C计算表水线号_0_ T=_0.4_m =_4.5_m =_3_m 2=_182.25_m3横剖面站号水线半宽（m）面矩乘数惯矩乘数面矩函数（）×()惯矩函数（）×()水线半宽立方（m2）0-52510.56-416-2.248.960.67622.294-39-6.88220.64612.07233.615-24-7.2314.4647.24244.1-11-4.14.168.92153.77000053.58362.979112.9792.97926.43672.068244.1368.2728.84481.02393.069.181.06190.324161.285.120.03310525总和20.726110-8.99773.717218.368修正值修正后20.726计算公式A=2 （m）C=x=（m）I=2A·x（m）I=（m）计算结果186.5340.4391.9513356.123655.104A x I I C计算表水线号_1_ T=_0.8_m =_4.5_m =_3_m 2=_182.25_m3横剖面站号水线半宽（m）面矩乘数惯矩乘数面矩函数（）×()惯矩函数（）×()水线半宽立方（m2）0-525010.86-416-3.4413.760.63622.72-39-8.1624.4820.12433.928-24-7.85615.71260.60644.2-11-4.24.274.08854.11000069.42763.5113.53.542.87572.58245.1610.3217.17481.53394.5913.773.58290.524162.088.320.14110525总和23.948-8.32694.062288.653修正值修正后23.948计算公式A=2 （m）C=x=（m）I=2A·x（m）I=（m）计算结果215.5320.508-1.56516608.353865.959A x I I C计算表水线号_3_ T=_1.6_m =_4.5_m =_3_m 2=_182.25_m3横剖面站号水线半宽（m）面矩乘数惯矩乘数面矩函数（）×()惯矩函数（）×()水线半宽立方（m2）00.85-525-4.2521.250.6141 2.4-416-9.638.413.82423.57-39-10.7132.1345.49934.17-24-8.3416.6872.51244.25-11-4.254.2576.76654.25000076.7666411446473.34246.6813.3637.25982.34397.0221.0612.51391.1374164.54818.1921.466100525000总和30.307110-14.902169.322401.219修正值-0.4250.14919.7211.04修正后30.732-15.051149.601400.179计算公式A=2 （m）C=x=（m）I=2A·x（m）I=（m）计算结果276.5880.652-2.20325922.4431200.537A x I I C计算表水线号_2_ T=_1.2_m =_4.5_m =_3_m 2=_182.25_m3横剖面站号水线半宽（m）面矩乘数惯矩乘数面矩函数（）×()惯矩函数（）×()水线半宽立方（m2）0-52511.41-416-5.6422.562.80323.15-39-9.4528.3531.25634.07-24-8.1416.2867.41944.25-11-4.254.2576.76654.204000074.29963.81113.813.8155.30673.02246.0412.0827.54481.967395.90117.7037.6198.14163.2412.960.53110525总和26.691110-8.489117.993343.534修正值修正后26.691计算公式A=2 （m）C=x=（m）I=2A·x（m）I=（m）计算结果240.2190.567-1.43121012.3131030.602A x I I C计算表水线号_4_ T=_2.0_m =_4.5_m =_3_m 2=_182.25_m3横剖面站号水线半宽（m）面矩乘数惯矩乘数面矩函数（）×()惯矩函数（）×()水线半宽立方（m2）02.08-525-10.4528.99813.3-416-13.252.835.93723.92-39-11.7635.2834.22-24-8.4416.8860.23644.25-11-4.254.2575.15154.25000076.76564.12114.124.1276.76572.58247.1614.3269.93482.96398.08824.26445.88291.4834165.93223.72819.596100.3025251.517.553.262总和34.201110-21.24235.1920.028修正值1.191-5.95529.775472.554修正后33.01-15.285205.4174.512计算公式A=2 （m）C=x=（m）I=2A·x（m）I=468.042（m）计算结果297.090.7-2.08436146.971404.126A x I I C计算表水线号_5_ T=_2.4_m =_4.5_m =_3_m 2=_182.25_m3横剖面站号水线半宽（m）面矩乘数惯矩乘数面矩函数（）×()惯矩函数（）×()水线半宽立方（m2）02.85-525-14.171.2523.14913.81-416-15.2460.9655.30624.15-39-12.4537.3571.47334.25-24-8.51776.76644.25-11-4.254.2576.76654.25000076.76664.191114.1914.19173.61373.146247.6115.2255.08982.178399.43828.31431.13790.844168.71234.84810.3321036.925254.2210.593总和0.218110-20.389294.383550.99修正值36.702-4.9546.12511.871修正后-15.439248.258539.119计算公式A=2 （m）C=x=（m）I=2A·x（m）I=（m）计算结果330.3180.778-1.89344061.7431617.357 V C 计算表=_0.4_m =_0.2_m =_1_ 水线号T（m）A（m）成对和自上至下之和=（m）=（）（t）LB TC=（）00.4 186.534169.661.86510.8215.534402.068402.06880.41480.414339.320.2372.15521.2240.219455.753857.821171.564171.564508.980.3372.40231.6276.588516.8071374.628274.926274.926678.640.4052.76642.0297.09573.6781948.306389.661389.661848.30.4592.97152.4330.318627.4082575.714515.143515.1431017.960.5063.303678910x计算表 =_0.4_m =_0.2_m水线号A（m）X（m）（）×()成对和自上至下之和（m）X=（m）0186.5341.95363.7411215.5341.565337.311701.052701.05280.4141.742240.2191.431343.753618.0641382.116171.5641.6113276.5882.203609.323953.0762335.192274.9261.6984297.092.084619.1351228.4583563.65389.6611.8295330.3181.893625.2921244.4274808.077515.1431.867678910z计算表=_0.4_m =_0.2_m水线号（m）成对和自上至下之和=T（m）z=（）- ()（m）00.4180.41480.41480.4140.20.80.62171.564251.978332.3920.3871.20.8133274.926446.49778.8820.5671.61.0334389.661664.5871443.4690.7412.01.2595515.143904.8042348.2730.9122.41.488678910 z z 计算表水线号（m）I（m）I（m）=（m）=（m）z（m）z=（）+()（m）z=（）+()（m）0655.10413356.123180.414865.60216608.35310.769206.5360.611.369207.1362171.5641030.60221012.3136.007122.4750.8136.82123.2883274.9261200.53725922.4434.36794.2891.0335.495.3224389.6611404.12636146.973.60392.7651.2594.86294.0245515.1431617.35744061.7433.13985.5331.4884.62787.021678910M计算表水线号（t）（m）（）×（）L（m）M=（t·m）045180.414206.53616608.386453.6912171.564122.47521012.301454.673274.92694.28925922.498455.7614389.66192.76536146.903458.0335515.14385.53344061.726459.791678910C C 计算表水线号中横剖面半宽（m）成对和自上至下之和A= ·（）（m）B×TC=CC=03.773.414.117.887.883.1526.80.4640.2370.51124.2048.1316.016.40410.20.6280.3370.53734.258.45424.4649.78613.60.7190.4050.56344.258.532.96413.186170.7760.4590.59154.258.5341.46416.58620.40.8130.5060.622678910第三章 分舱及破舱稳性的计算 船舶分舱及破舱稳性是船舶在一舱或数舱破损进水后，仍能保持一定浮性和稳性的能力，它是船舶的一项重要性能。在设计过程中，对抗沉性问题是否考虑周到、合理，则是船舶破损后能否保证具有一定浮态和稳性的前提。因此，在船舶设计初期就需要从抗沉性角度确定主尺度和船型要素，其中最主要的是选取到分舱甲板的型深和首、尾舷弧，同时要着重考虑船舶的合分舱。3.1 有关的名词定义（1) 分舱载重线 用以决定船舶分舱的水线。（2) 最深分舱载重量 相应于是用的分舱要求所允许的最大吃水的水线。（3) 舱壁甲板 横向水密舱壁所达到的最高一层甲板。（4) 安全限界线 在船侧由舱壁甲板上表面以下至少76mm处所绘的线。（5) 某一处所的渗透率 该处所能被水浸占的百分比。当该处所延伸至限界线以上时，该处所体积仅量至限界线的高度。（6) 风雨密 在任何风浪情况下，水不应透入船舱内。3.2 分舱检验3.21 可浸长度计算先按船舶静力学中的方法，算出体积渗透率µ=100%时的可浸长度（lfu）曲线，再将各舱沿船长各点的lfu除以该舱的计算渗透率即得该舱的可浸长度(lf)曲线。3.22 许可舱长许可舱长等于舱长中点处的可浸长度乘以分舱因数，分舱因数依船长和船的业务性质而定，其详细计算应参阅ZC规范。3.23 分舱检验根据总布置图、可浸长度曲线及分舱因数，检验水密舱的长度是否超过许可舱长。除此以外，各水密舱还需符合下列规定：（1） L100m的船，其首尖舱后的第一个主横水密舱壁距首垂线部大于许可舱长。（2） 若相邻的两个主横水密舱的距离（或其等效距离）小于（3.0m+0.03L）或11m中之小者，则只应把两个舱壁之一作为主横舱壁。（3） 若主横水密舱壁有横向凹折或垂向阶梯，则应采用一等效平面舱壁来确定其分舱。（4） 符合下列规定的水密舱的长度可超过其许可长度：第一，该舱与其相邻的前舱或后舱中任一舱的总长不超过两舱总长中点处的许可舱长的两倍或可浸长度两者之小者。第二，如果两舱之一是在机器处所内，而另一舱在机器处所以外，且两者的渗透率部同，则按第一点所规定核算相邻两舱的总长时；可浸长度应当用两舱的相当渗透率（µ）来计算: 式中，及分别为两舱的渗透率和限界线下体积。（5） 如果在水密舱内包含有另外的一些局部性水密舱室，而且在假定船侧破损长度为（3.0m+0.03L）或11m中之小者，此主舱部至于全部浸水，可适当增大此主舱的可浸长度。（6） 限界线成阶梯时，阶梯处的相邻两舱的长度应分别部超过其按各自的限界线所算得得许可舱长，且两舱的总长部得超过基于低的限界线算得得许可舱长的两倍。（7） 对于分舱因素等于或小于0.5的船舶，其所有相邻两舱的总长应部大于可浸长度（两舱总长重点处的）。3.3 破舱稳性 根据总布置图和各种载况稳性的计算结果，分析并挑选稳性最差的载况作为核算载况，假定有多种对稳定和横倾最不利的破损情况，则按船舶静力学中的方法进行计算。 破舱后的初稳性和横倾应满足以下规定：对称浸水和不对称浸水的终了阶段，用固定排水量法求得的剩余初稳性高度应不小于0.05m，在不对称进水情况下，其横倾角不得超过7°。在特殊情况下，横倾角可放宽到15°，但扶正终了阶段不得淹没限界线。结束语 几个月的学习和研究，使我对船舶设计的过程有了更深的了解。深入了解了如何计算破舱稳性、静水力曲线图的绘制及提高抗沉性方法，努力将船舶安全放在首位，确保每条船舶的安全性能，希望后来的优秀人才能够继续努力。为我国的船舶行业的发展做出贡献。 通过此论文的设计，我了解了更多的船舶设计方面的知识级经验。为以后的工作积累经验。致谢本论文在设计过程中，得到了船舶教研室老师曾祥华的指导和帮助，在此表示感谢，同时老师在我们设计的过程中，老师及时的给我们转载一些有用的资料及相关的图纸，同学们也给予了帮助，再此表示感谢！本毕业论文在完成过程中，得到了曾祥华老师的指导和帮助，在此表示感谢。感谢教授我知识的和提供指导的各位老师，感谢给予转载和引用权的资料、图片、文献的所有者。感谢武汉理工大学提供的进一步学习的机会。感谢提供本船相关图纸的设计公司和设计人员。 参考文献1 魏莉洁.船舶结构与制图.人民交通出版社，2006.82 雷 林.船舶建造工艺学. 人民交通出版社，2006.3 刘向东.船体结构与强度设计. 人民交通出版社，2006.12.4 潘晓明.船舶原理. 人民交通出版社，2007