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文檔簡介
1、<p> 本科畢業(yè)論文(設計)</p><p><b> 目 錄</b></p><p><b> 摘要iii</b></p><p><b> 緒論V</b></p><p><b> 1 總體部分6</b></p>
2、;<p> 1.1設計任務書6</p><p> 1.2母型船資料6</p><p> 1.3確定設計船主尺度6</p><p> 1.4總布置設計7</p><p> 1.4.1 主要舾裝設備7</p><p> 1.4.2 系泊設備7</p><p>
3、 1.4.3 信號設備7</p><p> 1.4.4 救生設備7</p><p> 1.4.5 消防設備7</p><p> 1.4.6 蓄電池8</p><p> 1.4.7 干舷及穩(wěn)性8</p><p> 1.4.8 載重量及載貨量8</p><p> 1.5空船重
4、量計算8</p><p> 1.6 載重量估算9</p><p> 1.7設計船重心估算9</p><p><b> 2 性能部分12</b></p><p> 2.1船舶性能介紹12</p><p> 2.1.1 浮性12</p><p> 2.1
5、.2 穩(wěn)性12</p><p> 2.1.3 抗沉性12</p><p> 2.1.4 快速性12</p><p> 2.1.5 耐波性13</p><p> 2.1.6 操縱性13</p><p> 2.2型線設計13</p><p> 2.3靜水力計算15</
6、p><p> 2.4靜水力曲線圖26</p><p> 2.5初穩(wěn)性與浮態(tài)計算27</p><p> 2.6設計船有效功率估算30</p><p> 3.設計過程中問題的分析與總結32</p><p><b> 致謝33</b></p><p><b&
7、gt; 參考文獻34</b></p><p> 76M甲板駁船性能計算</p><p><b> 摘要</b></p><p> 本文介紹了76m甲板駁船的性能計算,內容主要包括性能計算和總體部分。其中總體部分主要根據母型船和《船舶設計原理》,對船舶的主尺度、重量、重心等進行計算;性能計算部分,主要參照《船舶快速性》、《船
8、舶設計原理》,對母型船型線的修改完成型線圖、靜水力計算、船體阻力和有效功率的計算;在滿足營運要求和保證船的航行性能和安全性能的前提下,對船舶進行合理的布置,并最終完成總布置圖的繪制。</p><p> 通過本文的計算研究,繪制了該甲板駁船的型線圖、總布置圖等內容,最終完成該船型的性能計算。</p><p> [關鍵詞] 甲板運輸;性能;總布置;駁船 Performance calcul
9、ation on 76m Deck barges</p><p> [Abstract]This article describes the calculation of the performance of the 72m deck barge. This article consists of performance calculation and General part. The general par
10、t calculate new ship's main dimensions, weight, center of gravity according to the mother ship and the Principles of Ship Designing; In the part of performance calculation, referring to the Principles of Ship Designi
11、ng and Ship Resistance and Performance, the author modifying the hull line of parent ship, completes the design</p><p> In this article, through the calculation study, the author draws the molded lines, pri
12、mary members and general layout, thus contributing to a complete performance calculation on large river-sea shallow-draft ships.</p><p> [Key Words] Deck transport;performance;General Arrangement;Barge</
13、p><p><b> 緒論</b></p><p> 駁船便于裝卸貨物的特點,大幅提高船舶運輸效益,在內河及沿海航道廣泛應用,深受船東和貨主的歡迎。甲板運輸船不僅可以降低運輸費用,減少損耗,而且它的高收益率,吸引眾多貨源,推進現(xiàn)代物流業(yè)發(fā)展,因此在國內外得到了快速發(fā)展。早在19世紀,世界上便已出現(xiàn)雜貨船,到了20世紀40年代,散貨船從雜貨船中分離出來,那時在封閉水域與
14、內河之間貨運主要是雜貨和散貨,當時所使用的船型主要是性能較好的內河船或小型海船。甲板運輸船便在其中誕生。到了上世紀60年代后,隨著集裝箱船的出現(xiàn)和大力發(fā)展,占據了貨運市場的主要份額。因此,駁船無論是在雜貨散貨還是集裝箱貨運中都有著不可或缺的地位。</p><p> 駁船本身無自航能力,需拖船或頂推船拖帶的貨船。其特點為設備簡單、吃水淺、載貨量大。駁船一般為非機動船,與拖船或頂推船組成駁船船隊,可航行于狹窄水道和
15、淺水航道,并可根據貨物運輸要求而隨時編組,適合內河各港口之間的貨物運輸。少數(shù)增設了推進裝置的駁船稱為機動駁船。機動駁船具有一定的自航能力。</p><p> 隨著世界航運業(yè)競爭日趨激烈,對船舶的性能和使用要求也愈加提高,本次近海甲板駁船的性能計算就是基于《鋼質海船入級與建造規(guī)范》(2006)的內容規(guī)范設計,并涉及到《船體設計原理》、《船舶靜力學》等多門專業(yè)課程知識的運用,這是對大學四年所學專業(yè)知識的一次全面性的
16、檢驗和鞏固,也是一次良好的拓展和延伸,為今后從事相關專業(yè)工作做了良好的鋪墊。</p><p><b> 1.總體部分</b></p><p> 總體設計部分是新船設計過程中的一個總的基礎的重要環(huán)節(jié),是一項基礎性的工作。它對設計工作順利進行和保證新船設計的正確與合理,滿足設計和使用要求具有決定性的作用。</p><p><b>
17、1.1設計任務書</b></p><p> 題目:甲板運輸船性能計算</p><p> (一)船型特征:單底、單甲板非自航鋼質工程甲板駁。</p><p> ?。ǘ┖絽^(qū):近海航區(qū)</p><p> ?。ㄈ┹d貨量 2500 t</p><p> 設計內容:總布置設計、重量重心計算</p>
18、<p> 浮態(tài)及初穩(wěn)性、阻力估算</p><p> 繪 圖: 總布置圖</p><p><b> 靜水力曲線</b></p><p><b> 1.2母型船資料</b></p><p> 總 長 LOA 72.0 m</p>
19、<p> 垂線 間長 Lpp 72.0 m</p><p> 型 寬 B 14.2 m</p><p> 型 深 D 3.6 m</p><p> 設計 吃水 d 2.6 m</p><p> 排 水 量
20、 Δ 2550.31t</p><p> 載 貨 量 2300 t</p><p> 肋 距 0.60 m</p><p> 1.3確定設計船主尺度</p><p> 已知母型船
21、的載重量和排水量:, 。由于設計船和母船基本性能與方形系數(shù)相同,由載貨量比例得到設計船。</p><p><b> ,可以得到</b></p><p><b> 。</b></p><p> 設計船和母型船的方形系數(shù)相同,確定設計船的主尺度:</p><p><b> , 。<
22、;/b></p><p><b> ,</b></p><p><b> 。</b></p><p> 所以,設計船的主尺度確定如下:</p><p> 總 長 LOA 76.00 m</p><p> 垂線 間長 Lpp
23、 76.00 m</p><p> 型 寬 B 14.40 m</p><p> 型 深 D 3.70 m</p><p> 設計 吃水 d 2.70 m</p><p> 排 水 量 Δ
24、 2832.43t</p><p><b> 1.4總布置設計</b></p><p> 總布置設計是船舶總體設計的重要內容之一,它不僅對船的使用效能和航行性能有十分重要的影響,而且是其他各項設計和計算的主要依據。總布置設計是總攬全局性的一項工作,它不僅涉及到各個方面,而且貫穿了一艘新船設計的各個階段。船舶的浮態(tài)和穩(wěn)性等性能與之密切相關。</p
25、><p> 1.4.1主要舾裝設備</p><p> 本船舾裝數(shù)558.78,按中國船級社06年《鋼質海船入級與建造規(guī)范》規(guī)定配備錨泊設備。 </p><p><b> 1.4.2系泊設備</b></p><p> 拖索:一根,索長190米,6×24-34.5-140鋼絲繩。</p><
26、p> 系船索4根,每根索長170米,6×24-24.0-140鋼絲繩。</p><p> 系船索可用同等強度三股錦綸索代替</p><p> “100kN”液壓絞車1臺,卷筒負荷100kN。</p><p><b> 1.4.3信號設備</b></p><p> 基本號燈左右舷燈各1盞、桅燈1盞
27、、尾燈1盞、白環(huán)照燈2盞、紅環(huán)照燈2盞、大號球體3只、4號國旗4面、大型號鐘1具。</p><p><b> 1.4.4救生設備</b></p><p> 救生設備按中國海事局《船舶與海上設施法定檢驗規(guī)則》(國內航行海船法定檢驗技術規(guī) 則2004)對近海航區(qū)船舶的要求配備。</p><p> 救生圈6只(其中帶自亮燈兼煙霧信號3只,帶救
28、生浮索2只),救生衣4件(其中帶自亮燈1件),</p><p> 1.4.5消防設備</p><p> 全船配有水滅火系統(tǒng)和二氧化碳滅火系統(tǒng),消防設備按中國海事局《船舶與海上設施法定檢驗規(guī)則》(國內航行海船法定檢驗技術規(guī)則2004年)配備。</p><p> 10升舟車式泡沫滅火機2只,4kg手提式干粉滅火器2只,太平斧2把,半園消防桶2只。3BA-9消防泵
29、1只,同型號的艙底總用泵1只(兼消防泵)。</p><p><b> 1.4.6蓄電池</b></p><p> 蓄電池6θ-195(12v/195Ah) 4只</p><p> 1.4.7干舷及穩(wěn)性</p><p> 本船在設計吃水2.70m時的干舷為D-d=1000mm,滿足中國海事局《船舶與海上設施法定 檢
30、驗規(guī)則》(內河船舶法定檢驗技術規(guī)則2004)第五篇第四章篇對最小干舷計算。</p><p> 各種裝載情況時的穩(wěn)性滿足中國海事局《船舶與海上設施法定檢驗規(guī)則》(內河船舶法定 檢驗技術規(guī)則2004)第六篇第二章對航行于近海航區(qū)貨船要求。</p><p> 1.4.8載重量及載貨量</p><p> 在設計吃水2.70m時,載貨量為2500 t。</p>
31、;<p> 載貨量是指在指定吃水時的排水量減除空船重量、油、水、壓載、人員、食品及規(guī)范要求以外的備品、備件的差值。</p><p><b> 1.5空船重量估算</b></p><p> 由母型船資料可得:,,</p><p><b> 由于,則。</b></p><p>
32、《船舶設計原理》表3.2.3,取:</p><p><b> , </b></p><p><b> 則 ;</b></p><p><b> ?。?lt;/b></p><p><b> 。</b></p><p> 《船
33、舶設計原理》:公式取,</p><p><b> ,</b></p><p><b> ?。?lt;/b></p><p> 《船舶設計原理》公式(3.2.20)得:</p><p><b> ,</b></p><p><b> ??;<
34、/b></p><p><b> 因此:。</b></p><p><b> 1.6 載重量估算</b></p><p> 本船總布置設計確定舾裝數(shù)558.78</p><p> 備用、供應品重量50t </p><p> 載貨量為WC=2500t</p
35、><p> DW=2500t+50t=2550t,船舶的總重量為LW+DW=194t+2550t=2744t ,</p><p> 在吃水等于2.7m時,本船的排水量為 Δ=2832.43t,</p><p> 船舶排水量略大于船體總重量,排水量略有裕度,因此確定的主尺度基本符合要求。</p><p> 1.7設計船重心估算</p&
36、gt;<p> 在船舶的各個設計階段,重量和重心的估算或計算都是一項必不可少的重要工作。它隨著設計階段的不斷深入,逐步近似,由粗略到精確。</p><p> 設計船的重心有多種情況:計算時取滿載出港,滿載到港,壓載出港,壓載到港四種典型狀態(tài)。</p><p> 現(xiàn)列表1—2,1—3,1—4,1—5計算如下:</p><p> 表1—1 重心位置
37、計算(滿載出港)</p><p> 表1—2 重心位置計算(滿載到港)</p><p> 表1—3 重心位置計算(壓載出港)</p><p> 表1—4 重心位置計算(壓載到港)</p><p><b> 2.性能部分</b></p><p><b> 2.1船舶性能介紹<
38、;/b></p><p> 一艘新船的質量好壞與它的技術性能直接相關。船舶的技術性能包括很多方面,其中主要有:浮性、快速性、完整穩(wěn)性、耐波性、操縱性以及船體的強度很振動等。船舶的技術性能關系到船舶的使用性、安全性、經濟性。考慮船舶的技術性能,設計者必須針對新船的特點,清楚的了解:哪些性能是需要保證的,哪些是要力求提高的,哪些是要兼顧:這些性能與船舶要素之間有何聯(lián)系和規(guī)律,為了達到預期的設計效果,設計中應采
39、取哪些技術措施。船舶的技術性能大多與船的主尺度、船型系數(shù)、型線、總體布置等有密切的關系,因此在設計的初級階段,在總體設計方案構思和主尺度選擇時,就必須針對主要的技術性能進行認真的分析和必要的估算。</p><p><b> 2.1.1 浮性</b></p><p> 船舶浮性(buoyancy)是指船舶在一定裝載情況下的漂浮能力。船舶是浮體,決定船舶沉浮的力主要是
40、重力和浮力。其漂浮條件是:重力和浮力大小相等方向相反,而且兩力應作用在同一鉛垂線上。船舶浮態(tài)可分為四種:正浮狀態(tài),是船舶漂浮與靜水面,船體中縱剖面和中橫剖面都垂直于水面的一種浮態(tài)。</p><p> 縱傾狀態(tài),船舶自正浮位置向船尾方向或船首方向傾斜的一種浮態(tài)。</p><p> 橫傾狀態(tài),船舶自正浮位置向右舷方向傾斜的一種浮態(tài)。</p><p> 任意狀態(tài),
41、是指既有橫傾又有縱橫傾的狀態(tài)。</p><p><b> 2.1.2 穩(wěn)性</b></p><p> 船舶穩(wěn)性(stability)是指船舶在外力矩(如風、浪等)的作用下發(fā)生傾斜,當外力矩消除后能自行恢復到原來平衡位置的能力。船舶穩(wěn)性,按傾斜方向可分為橫穩(wěn)性和縱穩(wěn)性;按傾斜角度大小可分為初穩(wěn)性(傾角100以下)和大傾角穩(wěn)性;按外力矩性質可分為靜穩(wěn)性和動穩(wěn)性。對于船
42、舶來說,發(fā)生首尾方向傾覆的可能性極小,所以一般都著重討論橫穩(wěn)性。</p><p><b> 2.1.3 抗沉性</b></p><p> 船舶抗沉性(insubmersibility)是指船舶在一個艙或幾個艙進水的情況下,仍能保持不致于沉沒和傾覆的能力。為了保證抗沉性,船舶除了具備足夠的儲備浮力外,一般有效的措施是設置雙層底和一定數(shù)量的水密艙壁。一旦發(fā)生碰撞或擱淺
43、等致使某一艙進水而失去其浮力時,水密艙壁可將進水盡量限制在較小的范圍內,阻止進水向其他艙室漫延,而不致使浮力損失過多。這樣,就能以儲備浮力來補償進水所失去的浮力,保證了船舶的不沉,也為堵漏施救創(chuàng)造了有利條件。對于不同用途、不同大小和不同航區(qū)的船舶,抗沉性的要求不同。</p><p><b> 2.1.4 快速性</b></p><p> 船舶快速性(speed a
44、bility)是指船舶在主機輸出功率一定的條件下,盡量提高船速的能力。快速性包含節(jié)能和速度兩層意義,所以提高船舶快速性也應從這兩方面入手,即盡量提高推進器的推力和減小船舶航行的阻力。</p><p><b> 2.1.5 耐波性</b></p><p> 船舶耐波性( ship seaworthness )是研究船舶在波浪中的運動規(guī)律的一門學科。在波浪中航行的船舶
45、,由于受到波浪的擾動,船體會發(fā)生搖蕩的運動。船舶的搖蕩運動包括橫搖、縱搖、首尾搖、垂蕩(又稱升沉)及其耦合運動,其中以橫搖影響最大。延長搖蕩周期和減小搖蕩幅度有四種方法:①選擇適當?shù)拇爸鞒叨群痛w線型;②安裝減搖裝置,如舭龍骨、減搖鰭、減搖水艙、陀螺儀等設備;③合理配載船上貨物,重心不要太低;④航行中隨時調整航速、航向。</p><p><b> 2.1.6 操縱性</b></p&
46、gt;<p> 船舶操縱性(manouverability)是指船舶按照駕駛者的意圖保持或改變其運動狀態(tài)的性能,即船舶能保持或改變其航速、航向和位置的性能。所謂運動狀態(tài)指航向和航速,所以操縱性應包括船舶能迅速改變航向的旋回性和保持指定航向的穩(wěn)定性,也包括船舶改變航速和保持航速以及船舶停車和倒車時的慣性等性能。</p><p><b> 2.2型線設計</b></p&g
47、t;<p> 根據母型船資料和設計船的主尺度:</p><p> 總 長 LOA 76.00 m</p><p> 垂線 間長 Lpp 76.00 m</p><p> 型 寬 B 14.40 m</p><p> 型
48、 深 D 3.70 m</p><p> 設計 吃水 d 2.70 m</p><p> 排 水 量 Δ 2832.43t</p><p> 當新船與母型船的主尺度不同時,需作尺度變換,常用的線性變換,即</p><p> 長度:X=XO
49、(L/LO)</p><p> 寬度:Y=YO(B/BO)</p><p> 吃水:Z=ZO(d/dO)</p><p> 所求得的型值表見下表。</p><p> 表2—1 型值表 (單位mm)</p><p> 采用上表型值,完成設計船的型線圖繪制。2.3靜水力計算</
50、p><p> 靜水力曲線圖表達了船舶靜止正浮狀態(tài)下浮性和穩(wěn)性要素隨吃水而變化的規(guī)律。</p><p><b> 該圖包括下列曲線:</b></p><p> (1) 型排水體積▽曲線</p><p> (2) 總排水體積▽k曲線</p><p> (3) 總排水量△曲線</p&g
51、t;<p> (4) 浮心縱向坐標XB曲線</p><p> (5) 浮心垂向坐標ZB曲線</p><p> (6) 水線面面積AW曲線</p><p> (7) 漂心縱向坐標XF曲線</p><p> (8) 每厘米吃水噸數(shù)TPC曲線</p><p> (9) 橫穩(wěn)心半徑BM曲線
52、</p><p> (10) 縱穩(wěn)心半徑BML曲線</p><p> (11) 每厘米縱傾力矩MTC曲線</p><p> (12) 水線面系數(shù)CWP曲線</p><p> (13) 中橫剖面系數(shù)CM曲線</p><p> (14) 方型系數(shù)CB曲線</p><p> (15) 棱型
53、系數(shù)Cp曲線</p><p> 表2—2 AW,xF,IT,IL,CWP計算表(0號水線)</p><p> 表2—3 AW,xF,IT,IL,CWP計算表(1000號水線)</p><p> 表2—4 AW,xF,IT,IL,CWP計算表(2000號水線)</p><p> 表2—5 AW,xF,IT,IL,CWP計算表(3000號
54、水線)</p><p> 表2—6,Δ,CB,TPC計算表</p><p> δd=1.00m,=0.50m,ω=1.025t/m2</p><p> 表2—7 xB計算表</p><p> δd=1.00m,=0.50m</p><p> 表2—8 (ZB)計算表</p><p>
55、 δd=1.00m,=0.50m</p><p><b> 表2—9 計算表</b></p><p> 表2—10 MTC計算表</p><p> 表2—11 CM,CP計算表</p><p> 2.4 靜水力曲線圖</p><p><b> 圖2-1靜水力曲線</b&g
56、t;</p><p> 2.5初穩(wěn)性與浮態(tài)計算</p><p> 船舶的裝載情況千變萬化,不可能一一加以計算,故在設計階段,只對幾種典型的裝載情況進行浮態(tài)和初穩(wěn)性的計算,其總應包括初穩(wěn)性最惡劣時的裝載情況。我國船舶檢驗局頒發(fā)的《船舶與海上設施法定檢驗規(guī)則》中,對各類船舶所需計算的基本裝載情況有明確的規(guī)定,并對各類船舶的最小初穩(wěn)性高也作了規(guī)定,如果計算結果能符合有關規(guī)則的要求,則表示所設
57、計的船舶具有足夠的初穩(wěn)性。</p><p> 初穩(wěn)性與浮態(tài)是設計船的重要指標,有關法規(guī)要求初穩(wěn)性高經自由液面修正后均應不小于0.15m。遵循規(guī)范對該甲板駁船采用4種典型裝載情況:滿載出港,滿載到港,壓載出港,壓載到港,根據計算結果本船在該裝載情況下的初穩(wěn)性高滿足該規(guī)定。計算見下表</p><p> 表2—13自由液面修正</p><p> 表2—14自由液面修
58、正</p><p> 表2—15自由液面修正</p><p> 表2—16自由液面修正</p><p> 表2—17 初穩(wěn)性與浮態(tài)計算</p><p> 2.6設計船有效功率估算</p><p> 設計船船體阻力與有效功率計算采用艾亞法。艾亞法是根據設計船與標準船型之間的差異逐一進行修正,最后得到設計船的有效
59、功率值。</p><p> 計算見下表2—16。</p><p> 表2—18 艾亞法有效功率計算</p><p> 根據艾亞法估算設計駁船的阻力畫出船體阻力與有效馬力曲線圖:</p><p> 圖2-2速度與功率曲線</p><p> 3.設計過程中問題的分析與總結</p><p>
60、 畢業(yè)設計的內容為76米甲板駁船性能計算,主要對母型72米甲板駁船進行改造,合理的分析計算,主要步驟如下: 1設計船主尺度確定:任務書給定載貨量2500,在主尺度確認上有一定自主選擇,取母型船和設計船的方形系數(shù)相同,在滿足規(guī)劃前提下,按照一定比例,確定設計船的主尺度,在母型船的基礎上長度方向增加4米,型寬增大,吃水增大,型深增大,因此,夏季最小干舷可能不滿足有關法規(guī)的要求,所以需要校核夏季最小干舷,結果是符合規(guī)定的。 <
61、/p><p> 2船體總重量與排水量的估算:利用舾裝數(shù)計算空船重量,然后根據設計船的載貨量計算總重量,所得結果設計吃水排水量近乎等于總重量,符合要求。</p><p> 3型線計算與靜水力計算:由于設計船為駁船,自身無動力需拖船或頂推船額拖帶,所以型線圖繪制時,各站號的型寬都是相同的,然后根據靜水力的各張計算表格,繪制成綜合性曲線圖。</p><p> 4浮態(tài)與初
62、穩(wěn)性計算:根據以上計算出的四種裝載狀態(tài)的重量、重心位置,得到設計船在該狀態(tài)下的首尾吃水和初穩(wěn)性高。得到的首尾吃水相差很小,近乎為水平,原因分析:駁船自身無動力,燃油,淡水艙等易造成穩(wěn)性變差的自由液面較少,且船為規(guī)則對稱,可以看作是浮在水上的平臺。</p><p> 5壓載水艙的選擇:首尾尖艙一般情況下不做壓載水艙,但是本船設計過程中,由于任務資料里壓載水艙是首尾尖艙,設計船又為甲板駁,導致空倉空置。</p
63、><p> 6有效功率計算:本船為76米甲板駁船,雖然駁船無動力,但是它可以靠拖船等獲得動力,所以計算其拖帶時能達到的速度和功率。</p><p> 以上是本次畢業(yè)設計的主要內容、步驟、遇到的困難和解決辦法,還有存在的問題和不足,請老師批評指正。</p><p><b> 致謝</b></p><p> 本文是在張老
64、師的指導中完成,在此感謝張老師對母型船資料的提供和在論文完成過程中對我遇到疑難問題時不厭其煩地認真解答,導師的所傳所授,將使作者受益終生。</p><p> 同時感謝室友在本文完成過程中各方面的支持。</p><p> 對他們的培養(yǎng)、關心與支持,本文在此表示衷心的感謝!</p><p><b> [參考文獻]</b></p>
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