500吨油船方案设计船舶专业毕业论文

1、1 设计任务书 1.1 船舶用途，航区 本船为川江成品油船 本船航行于武汉重庆的长江航线，经过三峡库区 本船航区满足B, C, K级航区，J2级航段 本船为尾楼，双螺旋桨，柴油机油船 1.2 设计和建造规范 本船按照钢质内河船舶入级建造规范 (2002) 和内河船舶法定检验 技术规则 (1999 中国船检局 ) 进行设计和建造 1.3 船舶的主要尺度及型线 本船设计平均吃水为2.20m,其他尺度根据最佳型线及经济性选定 1.4 载重量及货油舱 船舶满载时载重量为 500t ，货油密度按 0.84t/ m3 计，船舶货油舱长 及位置满足规范及 1973年国际防止船舶造成污染公约及其 1978 年

2、议 定书，设置双底双壳，有专用压载舱，其容积符合公约要求 1.5 航速与续航力 满载速度不小于16km/h,续航力为2800km 1.6 稳性与适航性 J2 航段的要求，各种装载 0.015L(m) ，螺旋桨全部埋 管系设备，锚机，舵机， 本船应满足我国船检局稳性规范对 B 级航区， 情况横摇周期不小于10s,首尾吃水差不大于 入水中，满载航行时无首倾 1.7 船体结构 船体结构采用纵横混合骨架形式 1.8 船舶设备及甲板机械 对货油装卸设备，安全，消防设备，救生设备， 绞缆机等都提出较详细规定 ( 从略) 1.9 动力装置 主机：采用淄博柴油机厂Z6170Z：C-2, 260KW台 锅炉 :

3、 设全自动燃油锅炉 1.10 电气设备 对电源种类，配电系统，电缆及照明，通讯导航设备等方面的要求 （ 从略） 1.11 船员定额及舱室布置 船员定额为 18 人 船员中由船长，轮机长，水手，厨工，报务员等组成 对船员舱室布置要求 : 船长，轮机长为单人房间，其余均为四人间 对公共舱室的要求 : 小餐厅一间，公共厕浴室一间 - 1 - 主尺度的确定 2.1母型船资料 为了解决设计要求中吨位小，装载量大和主机功率小，吃水浅而航 速要求高这两大矛盾，本文广泛收集了国内外现有中小型油船的资料并 加以分析，从中吸取其优点 与本设计船相近载重量的母型船主尺度资料如表 2.1所示,其详尽 资料见附录一.

4、2.1母型船资料 300t 600t 7 00t 1200t 2000t 2000t 2560t 3000t Lwl 49.44 55.00 Lpp 40 46.00 53.90 72.00 82.00 78.70 83.00 85.80 B 10.5 10.60 7.80 13.60 13.60 13.60 13.80 14.80 D 2.1 3.60 4.00 3.20 4.10 4.00 4.50 4.80 T 1.3 2.40 3.60 2.40 3.20 3.20 3.60 3.80 Cb 0.75 0.77 0.77 0.80 0.80 Cm 0.985 0.964 0.969 0

5、.974 Cp 0.785 0.798 0.823 0.817 L/B 3.81 4.34 6.91 5.29 6.03 5.79 6.01 5.80 B/T 8.08 4.42 2.17 5.67 4.25 4.25 3.83 3.89 D/T 1.62 1.50 1.11 1.33 1.28 1.25 1.25 1.26 L/T 19.05 12.78 13.48 22.50 20.00 19.68 18.44 17.88 排水量 . 1028. 50 1147. 07 载货量 280.0 0 600.0 0 783.4 5 n DW 0.58 0.61 0.74 0.77 0.77 2.

6、2空船重量计算 空船重量LW按船体钢料重量W舣装设备重量W及机电设备重量Wm 三大项来估算 船体钢材重量采用混合模数法 -7 - Wh=Ch*(L*B*D+L* (B+D) 舣装设备重量采用平方模数法 Wf=Cf*L*(B+D) 机电设备重量 取 Ch=0.090 取 Cf=0.029 Wm=Cm*BHP取 Cm=0.129 其中BHP为主机额定功率，本船主机采用 2X 260KW柴油机. (注:在空船重量计算中采用的系数都是根据母型船资料确定) 2.3重力浮力平衡及主尺度的确定 采用诺曼系数法进行重力浮力平衡(其具体方法参阅 大连理工大学出版社) 诺曼系数 N = 1 Wh 2 Wf Wm

7、A 3A 当 IDW-DW |1t 改变量按下式计算： 时，认为满足重力浮力平衡 时，不满足，保持 Cb, D, d不变，改变Lpp和B,其 L0 B0 其中，DW为任务书规定的载重量 DW 为设计方案的载重量 根据空船重量，诺曼系数法过程编制程序(见附录一) 选择七个不同的主尺度的初始方案，得到的结果如表2.2 方案 Lpp (m) B(m) r DW 氐(m 3) Cb(m) 方案 初定 46.000 10.600 0.700 1 终定 47.134 10.860 0.667 749.000 0.665 方案 初定 47.000 10.400 0.700 2 终定 48.198 10.66

8、5 0.666 750.648 0.638 方案 初定 48.000 10.000 0.700 3 终定 49.072 10.223 0.670 746.163 0.650 表2.2主尺度方案 方案 初定 49.000 9.500 0.700 4 终定 49.880 9.670 0.676 740.000 0.670 方案 初定 50.000 9.500 0.700 5 终定 51.054 9.700 0.672 744.361 0.657 方案 初定 51.000 9.500 0.700 6 终定 52.285 9.739 0.666 750.234 0.644 方案 初定 52.000 9

9、.500 0.700 7 终定 53.528 9.779 0.661 756.200 0.631 设计一条新船，要保证浮性，稳性，快速性，容量，布置等技术要 求，要满足船坞，船台，航道等限制条件，还要得到最佳的经济效益. 本船的设计主要考虑的是船舶的经济性，即在一定的主机功率(2 X 260KW) 下达到较高的航速.在估算设计船的航速的时候采用海军部系数法，在7 个不同的方案中，取航速较高，且各尺度比合理的作为最终方案 海军部系数法中，采用内河船设计手册546页长江B级航区油船 为参考母型船 佥1 = 8宀6.23 =690.87 c= BHP02x270 cB HP V=3 V=3f 分析海

10、军部系数法，我们不难看出，对于同一条母型船，在相同的主 机功率下，也越小，则速度越大，而 也越小同时可以在相同载重量下 空船重量也越小，从而降低船舶的造价，出于以上考虑，故选择方案4 为本船主尺度的最终方案，具体数据如下： 两柱间长 Lpp = 49.880 水线间长 Lwl = 1.03 型宽 B = 9.67 m 型深 D = 3.00m 吃水 d = 2.20m 排水量 心=740t 载重量系数 W = 0.676 Lpp= 51.38 m m 方形系数 Cb = 也 / 氷=0.670 Lpp * B*d 其中 7=1.00是水的密度 中横剖面系数 棱形系数 Cm=0.965 根据VV

11、船舶阻力P 117由Cb选取 Cb =0.694 Cm Cp = 3性能校核 3.1航速校核 本船采用海军部系数法进行航速校核，取内河船设计手册546页 长江B级航区油船为参考母型船 c= BHPo2x270 並=822% 咒何23 =690.87 = d690-8260 =16.38km/h 满足航速要求 3.2容积校核 VV船舶设计原理P 138相近的方法进行计算 2002版钢质内河船舶入级与建造规范， 本船的容积校核采用与 本船采用双底结构，按 双层底的高度h取800mm，双层壳厚度取800mm若使本船容积满足要 求则有： Vtk Vcn及( Vd - Vtk) Vbn 式中，Vtk为货

12、油舱能提供的容积, Vd为货油区能提供的总容积, m3 Vcn为货油所需的容积，m3 Vbn为压载所需容积，m3 本船能够提供的总容积Vd按下式统计式计算： Vd =Kv X Lc X BX DX Cmd Kv =0.6596+0.6747 XCb-0.3022 X Kc Cmd=jd/D(1- Cm) 式中， Cm=0.983 Lc 为货油区长度，本船取为 31m Kc为货油区长度利用系数，Kc = Lc/L pp=31/49.88=0.621 则 Kv=0.6596+0.6747 X0.7730- 0.3022 X0.7048=0.9681 Cmd=1-223 X (1-0.983)=0.

13、988 本船能提供的总容积 VD=KvXLcXBXDXCmd =0.9681X35X11.44X3.00X0.988 =1149m3 本船货油舱能提供的容积 Vtk 按下式计算 : Ka =(0.25 XCb+0.702) X(0.95+0.018 Xb) = (0.25X0.670+0.702)X(0.95+0.018 X0.8) = 1.094 Vtk = Ka X LcX (B-2b) X (D-h) =1.094 X3X (9.67-1.6) X (3-0.8) = 603 m3 本船主机燃油消耗率为9h ,航程为1370km,航速为 16.38km/h，燃油储备10%则双程燃油重量为

14、： 2X260X2X198X1370/16.38/1000=19t 滑油重量占燃油的 10%，为 1.9t 淡水 10吨 船员备品及食品 7 吨 余量 10吨 载货量 Wc =500-19-1.9-10-7-10=452 吨 本船货油所需容积 Vcn= X Wc/ rc 式中， k = 1.01 ，考虑货油膨胀及舱内构架系数 Wc = 452t ，载货量 rc = 0.84 ，货油密度 Vcn =1.01 X 449/0.84=542 m3 压载水容积为 Vbn =0.4DW=200m3 综上，经计算可知 Vtk Vcn VD - Vtk Vbn - 9 - 容积满足要求 3.3 干舷校核 夏

15、季最小干舷 F 按下式计算 : F = F0 + f1+ f 2+ f3+ f4 + f5 (mm) 式中 ， F0 船的基本干舷， mm； fi 船长小于100m的船舶的干舷修正，mm f2 方形系数对干舷的修正， mm； f3 型深对干舷的修正， mm； f4 有效上层建筑和围蔽室对干舷的修正，mm； f5 非标准舷弧对干舷的修正，mm； (1) 基本干舷 F0 按国际载重线公约 中有关规定该船为 A 型船舶 ，查 船舶设 计原理P70表3.8得其基本干舷 F0 =443 mm 船长小于100m的船舶的干舷修正 fi 按公约仅对B型船进行修正，对于本船 f1= 0 mm 方形系数对干舷的修

16、正f2 f2=(F0 + f1)( Cb：681) (mm) 1.36 本船Cb =0.670，可得 f2= 3mm 型深对干舷的修正f3 f3=(D - )R (mm) 15 本船 D=3.00m ， L=49.88m, R=L/0.48 由于D - FQ 干舷满足规范要求 3.4 稳性校核 初稳性高度的估算按初稳性方程式进行。 GMh 乙 + r Zg- S h r=a 2B2/d 式中， GM 所核算状态下 的初稳性高度； Zb 相应吃水下的浮心高度； r 相应吃水下的横稳心半径； Zg 所核算状态下的重心高度； S h 自由液面对初稳性高度修正值，可取自母型船。 本船采用近似公式估算

17、Zb 和 r. Zb=a1d 系数 a1， a 2 采用王彩当近似公式估算 a =0.85-0.372Cb/C 3= 0.85 0.372 X 0.670 / 0.77 = 0.526 82=(0.1363 C 3-0.0545)/Cb=(0.136 3 X 0.77-0.0545)/0.670=0.075 Zb = a 1d=0.526X 2.2=1.158m r =a 2B2/d=0.075 X 9.67 2/2.2=3.2m Zg =0.6D=0.6 X 3=1.8m S h =0 故得到初稳性高 GM= Z+ r Zg S h=1.158+3.2-1.8=2.558m 0.15m 稳性

18、满足要求 . 4型线设计 4.1绘制横剖面面积曲线一梯形作图法 首先梯形ABCD使AB=Am AD=Lwl然后作等腰梯形 AEFD若面积 AEFD本船的水下体积，贝U BE=FC=Lwl(1-C P) 得到的等腰梯形AEFD浮心纵向位置位于船中，如果浮心位置 Xb不在船 中，则可对AEFD进行改造，得到梯形 AEiFiD,其中EEi=FFi，等腰梯 形AEFD面积心G的高度为 OG=4Cp 1Am 6Cp 此时梯形AEi FiD的面积与AEFD相同，其面积心位于 G点.得到斜 梯形AEi FiD后，可按照面积相等原则绘制出横剖面面积曲线，式中 BE1=(1-C p)LwI + 6Cp_ Xb

19、4Cp FiC=(1-C p)Lwl - 9xb 4Cp 求解各站横剖面面积米用程序进行，在程序中计算020站，包括 0.5，1.5，18.5，19.5站，其面积用Ai/Am表示.本船浮心纵向坐标暂 定为船前2% 根据VV船舶设计原理P 189本船进流段长度暂取 45%平行中体 10%去流段45% 经程序计算可得各站的Ai/Am数值如表4.1: 表4.1 站号 0 0.5 1 1.5 2 3 4 5 6 Ai/Am 0.0365 0.1147 0.2251 0.3061 0.3802 0.5247 0.6596 0.7795 0.8787 站号 7 8 9 10 11 12 13 14 15

20、Ai/Am 0.9517 0.9929 1 1 1 0.9913 0.9657 0.9193 0.8485 - 13 - 站号 16117 18 18.5 19 19.5 20 Ai/Am 0.7497 b.6191 ).453 0. 3556 0.2479 0.1295 0 其中 Am=B( dx Cm= 440 x 2200X 0.9 3=24740 44 (mm3) 绘制横剖面面积曲线如图4.1. 图4.1横剖面面积曲线 横剖面面积曲线绘制完成后，重新计算其形心即设计船的浮心纵向 坐标正好在船中，即0% 4.2半宽水线的绘制 半宽水线根据母型船半宽水线，由型宽比换算得到，具体形状见型 线

21、图 4.3横剖线的绘制 同样由程序可得前体各站横剖面的型值， 源程序见附录二，其原理如 下：前体各站的横剖面形状可看作是一条三次曲线，在基线处斜率为0, 而半宽值可由母型船换算得来，同时横剖面的面积是已知的，因此三次 曲线的四个参数就可以确定. 后体的横剖面形状在保证面积与横剖面面积曲线上数值相等的前提 下参照母型船的形状绘制，具体形状见型线图 . 4.4 水线图的绘制 在横剖线完成后，在各站横剖线不同水线处量取半宽值，在水线图 上绘制出不同水线的水线图， 具体形状见型线图 4.5 纵剖线的绘制 纵剖线根据已经得到的半宽水线绘制， 具体形状见型线图 4.6 编制型值表 在横剖面图、水线图、纵剖

22、线图绘制完毕后，量取型值，编制型值 表，注字及标注很必要的尺寸及符号具体见型线图 - # - 其分布如下： 22#33# 33#44# 44#55# 55#66# 66#75# 货油舱舱容计算如下： 货油舱各断面的剖面形状如图 5.1 .-站 IT站 门站 、 7* LT站 旧站 说一二站 7* I-站 图5.1货油舱各断面的剖面 站 5总布置设计 本船属于川江及三峡库区500吨成品油船，由于实践经验不足，总 布置设计主要参考1000吨级简易原油船和川江及三峡库区 2000吨级成 品油船总布置设计图 5.1货油舱区 按照防污染公约的要求，本船货油区采用双底双壳结构，双底双壳 处设置压载水舱，双

23、层底的高度为 800mm双壳的宽度为800mm肋骨间 距为600mm 货油舱占船长的比例较大，考虑到装卸货物的需要，本船采用尾机 型,货油舱区从22#至75#，中间加一条纵舱壁，两侧货油舱对称分布， 纵向分为5对货油舱。 NO.5对货油舱 NO.4对货油舱 NO.3对货油舱 NO.2对货油舱 NO.1对货油舱 各货油舱断面面积经测量如表5.1: 表5.1货油舱断面的面积（单位，mm2） 22# 6站 7站 8站 9站 10站 11站 17200810 17200810 17969280 18300660 18356520 18356520 18356520 12站 13站 14站 15站 16

24、站 17站 75# 18288900 18087510 17722950 17167290 16053030 14290391 8793706 绘制舱容曲线如图5.2 二厂 Ji. noo- orr 別0 e-4 E5 333 y- 3635 -C 吃人“ ；6 50 5E 尹 55 託 60585片 6S 2E 7：“、76 图5.2舱容曲线 得到货油舱区的总容积为550m3，满足容积要求 5.2其它舱区 首尖舱位于76#81# - 19 - 货油舱两端各设一道隔离舱，长度为一个肋位 污油舱位于 19#21# 燃油舱位于 15#19# 机舱位于 6#15#. 主机：采用淄博柴油机厂Z6170

25、Z：C-2, 260KW2台 尾尖舱兼做清水舱，位于 6#至船尾 5.3 上层建筑及舱室 本船尾部上层建筑共有三层,至下而上分别为艇甲板,驾驶甲板和 顶棚甲板 , 本船共有船员 18 人,分别居住于驾驶甲板,艇甲板和主甲板 上。具体布置看总布置图 - # - 6满载出港情况下的浮态及初稳性计算 6.1满载出港情况下的浮态计算 在下表中，空船的重心位置根据 2000t母型船资料由型深比换算而 得，母型船的数据附表；人员食品及备品，燃料，淡水，余量的重心位 置由总布置图量取，货油的重心纵向坐标由舱容曲线的形心确定，如表 6.1 表6.1 序号 项目 重量 (t) 垂向 纵 向 距基线 距船中(前)

26、 距船中(后) 力臂 (m) 力矩 (t m) 力臂 (m) 力矩(t m) 力臂 (m) 力矩(t m) 595.2 1 空船 240 L48 0 3.27 784.80 2 人员食品及备品 7 5.61 3 927 19.5 136.50 1.83 4 燃料 19 5 34.87 13.58 : !58.02 5 滑油 2 1.9 3.80 15.64 31.28 6 淡水 10 2.1 21.00 23 230.00 885.9 4.50 2034.9 7 货油 452 1.96 2 2 0 8 余量 10 3 30.00 18.94 89.40 1610. 总计 740 L18 0 -

27、0.547 -404.90 本船静力水曲线由程序根据船体型值计算得到数据，自行绘制后如 附录三. 本船在满载出港情况下浮态及初稳性计算如表6.2(表中数据取自表 6.1和静力水曲线) 表6.2 序号 项目 单位 符号及公式 数值 1 排水量 t 740 2 排水体积 m 740 3 平均吃水 m 2.215 4 重心距船中 m 0.547 5 浮心距船中 m 0.74 6 纵倾力臂 m -0.193 7 纵倾力矩 t m -143 8 每厘米纵倾力矩 t m 16.95 9 纵倾值 m -0.084 10 漂心距船中 m -0.419 11 首吃水变化 m -0.043 12 尾吃水变化 m

28、0.041 13 首吃水 m 2.157 14 尾吃水 m 2.241 15 重心距基线 m 2.14 16 横稳心距基线 m 6.26 17 初稳性高 m 4.12 18 自由液面修正值 m 0 19 修正后的初稳性高 m 4.12 图6.1 6.2最小倾覆力臂 本船航行于B级航区，应用计入横摇影响后的动稳性曲线来确定最小 倾覆力臂 (1) 横摇角 本船在计算横摇角时，考虑波浪对船舶横摇的影响，按下式计算 日1 C3 系数Ci按船舶自摇周期T8及航区选取，Tg按下式计算： (0.55+ 0.07 里)Bs 式中Bs 所核算载况下船舶最大水线宽度，m本船为9.67m d所核算载况下船舶的型吃水

29、，m本船为2.2m GM 0 所核算载况下船舶未计及自由液面修正的初稳性高，m, 本船为4.12m 则T日=4.08 根据 P6-5表格，G为0.179 系数C2按下式计算: KG C2=O.21+0.26 d 式中d 所核算载况下船舶的型吃水，本船为 2.2m KG-所所载况下船舶重心到基线的垂向高度，本船为 2.18m 则 C2 =0.468 系数C3按下式计算: C3= f +0.0025 电 d 式中 当电10时，取BL =10.本船为4.40 dd f 按船舶自摇周期 T8选取.为 P6-6表格，本船为0.00855 则 C3=O.O1955 系数C4按舭龙骨面积由 P6-6表格选取

30、, 本船选为0.98，则C4 =0.98 综上，本船的横摇角 日1 =11.75。24誇 2 =10.08 (2) 稳性插值曲线和静稳性曲线 本船稳性插值曲线由程序计算得到数据，插值后得表6.3: 表6.3 横倾角0 （度） 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Is （从稳性横截曲 线上查得） 0.00 0.43 0.80 1.08 1.28 1.46 1.61 1.75 1.86 1.96 sin 0 0.00 0.09 0.17 0.26 0.34 0.42 0.50 0.57 0.64 0.71 (KG-KS)sin 0 0.00 0.19 0.38 0.56 0.7

31、5 0.92 1.09 1.25 1.40 1.54 l=ls-(KG-KS)sin 0 (m) 0.00 0.24 0.42 0.52 0.53 0.54 0.55 0.52 0.48 0.42 弧度值 0.00 0.09 0.17 0.26 0.35 0.44 0.52 0.61 0.70 0.79 横倾角0 （度） 50 55 60 65 70 75 80 85 Is （从稳性横截曲 线上查得） 2.03 2.07 2.08 2.08 2.04 2.00 1.93 1.83 sin 0 0.77 0.82 0.87 0.91 0.94 0.97 0.98 1.00 (KG-KS)sin

32、0 1.67 1.79 1.89 1.98 2.05 2.11 2.15 2.17 I=Is-(KG-KS)sin 0 (m) 0.36 0.28 0.19 0.10 -0.01 -0.11 -0.22 -0.34 弧度值 0.87 0.96 1.05 1.13 1.22 1.31 1.40 1.48 根据以上表格绘制静稳性曲线如图6.2: 静稳性曲线 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 -0.10 -0.20 -0.30 -0.40 图6.2 （3）动稳性曲线 查静稳性曲线，列表6.4: - 23 - 表6.4 2 i(m) (度) 静稳性臂 l(m) 成对

33、和 自上至下和 2 i 动稳性臂 ld=1/2 0 0.00 0 0 0 5 0.24 0.24 0.35 0.015 10 0.42 0.66 0.90 0.039 15 0.52 0.94 1.84 0.080 20 0.53 1.05 2.89 0.126 25 0.54 1.07 3.96 0.173 30 0.52 1.06 5.02 0.219 35 0.50 1.02 6.04 0.264 40 0.46 0.96 7.00 0.306 45 0.42 0.88 7.88 0.344 50 0.36 0.78 8.66 0.378 55 0.28 0.64 9.30 0.406

34、60 0.19 0.48 9.78 0.427 65 0.10 0.30 10.07 0.440 70 -0.01 0.10 10.17 0.444 75 -0.11 -0.11 10.05 0.439 80 -0.22 -0.32 9.73 0.425 85 -0.34 -0.56 9.17 0.400 横倾角 动稳性曲线如图6.3: -25 - 6.4所示: 已经求得本船横摇角为10.08，进水角由程序计算得出为35.56 则可求得最小倾覆力臂，如图 ：.4 C.3 .1 l f 满足要求 6.5水流倾侧力臂 本船航行于J级航段，应考虑急流对船舶横倾的影响.船舶受急流影 响的水流倾侧力臂按

35、下式计算： lj=Cj Lsd(KG -aid)】 A 式中Ls 所核算载况下船舶的水线长度，本船为 49.88m 2.2m 740t d所核算载况下船舶的型吃水，本船为 所核算载况下船舶的排水量，本船为 KG-所核算载况下船舶重心至基线的垂向高度，本船为2.18m 31 按船舶的邑由内河船舶法定检验技术规则P6-8表格选 d B 取本船为4.40，则31 =0.500 d Cj 急流系数按系数f由 内河船舶法定检验技术规则P6-8 表格选取 V2j心 f= 0.013，其中V J为计算速度，根据 内河船舶法定检验 Ls 技术规则 规定本船V J=4.44m/s，则f=3.80 由 P6-8表

36、格Cj =0.311 综上，本船水流倾侧力臂 lJ=CJ Lsd(KG-ag)1 =0.0499 m 已知不计横摇影响的最小倾覆力臂为 0.409m 则对于航行于J级航段的船舶，其稳性衡准数 Kf =0.409/0.0499 1 满足规范要求 7.1 基本情况 1 运输货物种类 7 中横剖面设计 本船主要用于成品油运输 2 结构形式 本船货油舱范围采用双舷双底结构形式，甲板无升高围阱，船底、甲 板、舷侧均为纵骨架式结构。为了便于清舱，货油舱纵、横舱壁扶强材 垂直布置，不设水平桁 肋骨和横梁间距0.60m,甲板纵骨间距0.60m，船底纵骨间距0.60m， 舷侧纵骨间距 0.60m ，货油舱范围双

37、层底内肋板间距为 1.80m 全船结构材料采用普通强度钢，屈服极限 235 N/mm2 3 适用规范 本船结构设计依据中国船级社钢质内河船舶入级与建造规范 （2002）（ 以下计算中，所依据的钢质内河船舶入级与建造规范条款 号用括号加以表示，如 （1.1.1.2） 表示所依据的是规范 1.1.1.2 条） 结构设计应满足B级航区和J2级航段的要求，半波高r=0.75m 4 主尺度 垂线间长 L 49.88m 型宽 B 9.67m 型深 D 3.00m 吃水 d 3.20m 双层底高 0.80m 0.80m 舷舱宽 主尺度比值L/D=16.63 , B/D=3.32，符合（10.131） 规定范

38、围 7.2货油舱结构 (1)外板及内底板 船底外板 按(10.3.1.1 )，中部船底板厚度t应不小于按下式计算所得之值: t=a( a L+P S+ Y ) L -船长， m s - -肋骨或纵骨间距，m a - -航区系数，A级航区船舶取 a= 1， B级航区船舶取a= 0.85， C级航区船舶取a： = 0.7 ； a、 P、Y - 系数按骨架型式由下表选取 a PT 0.065 0.05T 5 50 3 4 50.4 本船船底、甲板、舷侧均为纵骨架式结构，故中部船底板厚度 t应 不小于 t=a( a L+ P s+ 丫)=0.85 X (0.065 X 49.88+5.50 X 0.6

39、+0.30)=5.814mm 实取t=8mm 机舱范围为单壳结构，(10.3.1.2)单壳油船的船底板厚度尚应不小 于按下式计算所得之值： t =5.5s7h =5.5 X0.6=5.90 mm 式中：s 肋骨或纵骨间距，m 计算水柱高度，m 取内底板至甲板以上1.0m 或围阱甲板以上0.5m或溢流管顶端距离，取大者，但应不小于2.0m 实取t=6mm 舷侧外板 按(10.3.2.1 )，舷侧外板的厚度应不小于船底板厚度的0.9倍: t=0.9 X 6.84=6.156mm 实取t=7mm 舷侧顶列板 舷侧采用纵骨架式，舷侧顶列板的厚度可以与舷侧外板的厚度相同 舷侧顶列板厚度实取7mm 内舷板

40、 按(10.3.4.1)，双壳油船内舷板的厚度应与舷侧外板的厚度相 同，且应满足(10.9.2.1 )要求: 实取主甲板下内舷板厚度7mm 内底板 按(10.3.5.1)，双壳油船船中部的内底板厚度t应不小于按下 列两式计算所得之值: t=0.038L+5s+1.5=7.40mm t = 5.5s Jh = 5.90mm 实取内底板厚度8mm (2)甲板 强力甲板 平甲板油船货油舱区域的强力甲板厚度t应不小于按下式计算所得之 值: t=8.9s+0.5=8.9 X 0.6+0.5=5.84mm 式中: s 骨材间距，m 平甲板油船强力甲板最小厚度应符合本篇 2.4.1.2 的规定 实取强力甲板

41、厚度 6mm (3) 船底骨架 双层底实肋板间距 双层底高度为800mm纵骨架式实肋板间距1.8m,满足(10.5.1.1 ) 和( 10.5.1.2 )要求 实肋板的剖面模数 按( 10.5.1.2 ),货油舱区实肋板的剖面模数： 223 w=ks(fd+r)l2=6.09 X 1.8 X( 1.068 X 2.2+0.75 ) 4.9 2=815.8cm3 其中： k= 0.4B/D+4.8=6.09 s实肋板间距，m f=0.75+0.7/d=1.068 I 实肋板跨距，m取舷侧至纵舱壁(纵桁架)或纵舱壁(纵 桁架 )之间跨距点的距离,取其大者 实肋板厚度取8mm实际肋板剖面模数(带板取

42、100X 0.8cm2)为7132cm, 满足要求 实肋板高度与厚度之比大于80,实肋板上设垂直加强筋64 X 8 在舭部无实肋板的肋位上设置与实肋板厚度相同的肘板；在实肋板 上开设人孔，根据规范要求开孔高度设为 150mm宽度设为600mm 外底纵骨和内底纵骨 按(10.5.5.1) ,双层底外底纵骨的剖面模数应不小于： W=ks(d+r)l2=4.70X 0.6(2.2+0.75)1.8 2=26.95cm3 其中： k=0.028L+3.3=4.70 实取角钢 L90X 56X 5, W=37.27 cni 按(10.5.5.2) ，双层底内底纵骨的剖面模数值： W=kshl 2=4.7

43、0X 0.6X3.2X1.82=29.3cm3 实取角钢 L90X 56X 5, W=37.27cm 按(10.5.5.3) ，外底纵骨和内底纵骨的剖面惯性矩 : I=1.1al 2=1.1 X43.21 X1.82=154 cm4 式中：a型材带板的剖面积，cm2 纵骨跨距， 实取角钢 L90X 56X 5， 中桁材和旁桁材 m取实肋板之间的距离 加带板的 I=307 cm 4，满足要求 2.6.5.2 )，取中桁材和旁桁材厚度 8mm 在实肋板间距的中点设置一道加强筋，厚度与桁材相同，宽度为厚 按(2.6.4.2 )和 度的 8 倍；在中桁材左右设通至邻近纵骨处的肘板，其厚度与实肋板相 同

44、；旁桁材间距为 2.4m (4) 舷舱内骨架 舷侧纵骨间距计算值 s=0.6m 双壳外舷纵骨 按(10.6.2.1 )，双壳外舷纵骨的剖面模数值： 223 W=ks(fd+r)l2=5.0964X0.6(0.943X2.2+0.75)1.82=27.98cm3 式中： k系数，k=0.03L+3.6，但应不小于4.5 ; s纵骨间距，m f 系数，舷侧纵骨 f=0.625+0.7/d ；外舷纵骨 f=0.875 ； d吃水，m r半波高，m按本篇1.2.5规定; - 39 - i纵骨跨距，m取强肋骨之间的距离; 实取角钢 L90X 56X 5， W=37.27cm3 外舷纵骨的剖面惯性矩值：

45、I=1.1al2=1.1 X 43.21 X 1.8 2=154 cm4 实取角钢L90X 56X 5,加带板的1=307 cm4，满足要求 内舷纵骨 按( 10.6.2.3 )，双壳油船的内舷纵骨剖面模数： 223 W=3.8shI2=3.8 X 0.6 X 3.2 X 1.8 2=23.64cm3 取与外舷纵骨相同角钢 L90X 56X 5， W=37.27cm3 外舷肋骨与内舷肋骨 按(10.6.3.4) ，外舷肋骨的剖面模数值： W=3.2s(d+r)l 2=3.2 X 0.6(2.2+0.75)1.22=8.16cm3 式中： s肋骨间距，m d吃水，m r 半波高，m按1.2.5规

46、定; I 肋骨跨距，m取实肋板上缘至横梁下缘之间垂直距离的 1/2， 但应不小于 1.2m； 内舷肋骨的剖面模数应不小于外舷肋骨 内外舷肋骨均取 L90X 56X 5, W=49.07 cm (带板取10X 0.6cm2) 内外舷肋骨两端均设肘板，其直角边长度为 270mm厚度为8mm折边宽 度为 80mm 舷舱撑材 按( 10.6.5.1 )，舱内每道内、外舷强肋骨之间的水平撑材剖面积： 2 2 2 a=0.5shI 2=0.5 X 1.8 X 3.2 X 1.2 2=4.15 cm 2 实取角钢 L70X45X 4, a=4.547 cm；斜撑材取角钢 L70X45X4, a=4.547

47、2 cm (5) 甲板骨架 甲板横梁 甲板横梁的剖面模数 W应不小于按下式计算所得之值: 式中： W=6.5sl 2 =6.5 X 0.6 X 4.035 2 =63.50cm3 s 横梁间距，m l 横梁跨距，m,取舷侧与纵桁架(或纵舱壁)或纵桁(纵桁架)与 纵舱壁或纵桁 ( 纵桁架 ) 之间的距离，取其大者 实取角钢 L100X 80X 6, W=65.13 cm 甲板纵骨 按(10.7.2.1 )，甲板纵骨的剖面模数应不小于: W=ksl 2=8.76X 0.6 X 1.8 2=17.03cm3 其中 k=0.073L+5.12=8.76 式中： k系数，取k=0.073L+5.12，但

48、应不小于7.68 s 纵骨间距，m I 纵骨跨距，m，取强横梁间距 实取角钢 L70X 45X 7， W=32.034 cm3 按(10.7.2.2 )，甲板纵骨剖面惯性矩: I=1.1aI2=1.1 X 60X 1.8 2=213.84 cm 4 a型材带板的剖面积，cm； l 同本节 10.7.2.1 式； 角钢 L70X 45X 7 加带板的 I=221.62 cm 4，满足要求 强横梁和甲板纵桁 纵骨架式强横梁的剖面模数W应不小于按下式计算所得之值: 式中：W=ksf=7.58 X 1.8 X 4.0352=222.2cm3 k系数，取 k=1.05B/D+4.2=7.58 ; s强横

49、梁间距，m l 强横梁跨距，m取舷侧至纵舱壁(纵桁架)或纵桁架(纵舱壁) 之间跨距点的距离； 实取角钢 L160X 10X 10, W=222.735 cm 纵骨架式甲板纵桁的尺寸应与强横梁相同 (6)横舱壁 油舱长度 按(10.9.1.2 ),油舱长度不大于: l i=0.1L+6=10.96 m 实际舱长6.6m,满足要求 货油舱横舱壁板 货油舱舱壁的底列宽度1.1m，底列板厚度: 按(10.9.2.1 ),油舱之间的舱壁的底列板厚度: t =ksjh +a =3.2x 0.6J3.2 +1 = 4.43mm 式中: k系数，货油舱端部舱壁取4.6，货油舱之间的舱壁取3.2 ; s舱壁扶强

50、材间距，m h计算水柱高度，m由舱壁列板的下缘量至舱壁甲板上方 1.0m或围阱顶板上方0.5m或溢流管顶端之距离，取其大者，但应不小 于 2.0m； a附加值，mm货油舱端部舱壁取0.5，货油舱之间的舱壁 取1.0 按上式，油舱端部舱壁底列板厚度: t =ksjE +a =4.6* 0.6屁 +0.5= 5.44mm 底列板以上各列板: t =ksJh +a =4.6* 0.6J2.1 +0.5=4.50mm 货油舱之间的舱壁底列板和以上舱壁板均为6mm端部舱壁底列板 厚度取6mm 舱壁垂直扶强材 按（10.9.2.2），货油舱间舱壁垂直扶强材剖面模数值: 223 W=kshl =5.35 X

51、 0.6 X 2.1 X 2.2 =32.63cm 式中: k系数，按下表选取: 舱壁种类 固定情 5.0 4.0 6.0 4.0 6.6 5,35 s 扶强材间距，m h 计算水柱高度，m由扶强材跨距中点至舱壁甲板上方1.0m 或围阱顶板上方0.5m或溢流管顶端之距离，取其大者，但应不小于2.0m I 扶强材跨距，m若设有水平桁时，取水平桁至扶强材端部的 距离 实取 L90X 56X 5, W=37.27cm(带板 60X 0.6 cm2) (7)纵舱壁 按(10.931)，舱壁底列板同横舱壁底列板 6mm底列板宽度1.1m, 底列板以上舱壁板为6mm 按(10.9.3.2 )，舱壁的垂直扶

52、强材同横舱壁垂直扶强材，实取 L90X 56X 5, W=37.27cm(带板 60X 0.6 cm2) (8)舷舱横舱壁 横舱壁板厚度取6mm 7.3甲板半剖面积校核 1.规范要求甲板半剖面积 按(10.4.1.2 ),船船中部区域内的甲板半剖面积 A应不小于按下式 计算值: 2 A=0.5B( a L+p )=0.5 X 9.67(0.66 X 49.88+27.9)=294.07cm 式中: L船长，m B船宽，m a、P 系数，按下表选取 区 A级 B级 c級 a P P a卩 单底 0*63 26.0 0.66 25.0 0.472L0 QJ3 31.0 0,66 275 2.本船甲

53、板半剖面积计算 - 41 - (1) 半甲板板：0.7 X483.5=338.45 (2)半甲板纵骨剖面积：7.657 X 7=53.6 本船实际甲板半剖面积： 338.45+53.6=392.05 cm 2 满足要求 7.4 总纵强度 1. 规范要求中剖面模数 按(10.2.1.1 )，船体中剖面最小剖面模数值： W=aKLBd(Cb+1.2)=0.85 X 0.861 X 49.88 X 9.67 X 2.2(0.670+1.2)=1452.2cm 2.m 其中 a航区系数，对A级航区船舶取a= 1,B级航区船舶取a= 0.85 , C级航区船舶取a = 0.75 ; 0.26 K=2.3

54、8/L 0.26=0.861 经列表计算(见附录四) ，本船实际中剖面模数： 甲板边线处 W1= 5102 cm 2m 中剖面模数值满足规范要求 - 43 - 8螺旋桨设计 8.1已知船体的主要参数 设计水线长 Lwl =5138m 垂线间长 L PP =4988m 型宽 型深 设计吃水 B=9.67m D=3.00m T=2.20m 方形系数 Cb =0.6700 棱形系数 Cp =0.694 排水量 A =740t Zp = 1.00m v(kn) 8 9 10 10.5 11 12 EHP(kw) 58.89 74.91 121.19 159.02 204.11 346.96 桨轴中心距

55、距基线 由爱尔法得到的有效马力曲线数据如下 8.2主机参数 型号 淄博柴油机厂Z6170ZlC-2 两台 - 53 - 最大持续功率 转速 变速箱子 螺旋桨转速 260KW(353.5h p) 1000rpm 重庆齿轮有限公司 CHA3001变速比2.5 N=1000/2.5=400rpm 8.3推进因子的决定 由汉克歇尔公式（船舶推进P53）取伴流分数 w=0.7 Cp -0.3=0.2505 由汉克歇尔公式（船舶推进P56）取推力减额 t=0.50 Cp -0.18=0.2132 取相对旋转效率 R=1.0 船身效率 1 _t nH =-L =1.050 1 - w 8.4可以达到最大航速

56、的计算 采用MAI四叶桨图谱进行计算 取功率储备10%轴系效率ns=0.97 螺旋桨敞水收到马力： Pd =353.5 X 0.9 xn s xn r =353.5 x 0.9 x 0.97 x 1.0=308.6hp 根据MAU4-40 MAU4-55 MAU4-70的2Bp- S图谱列表计算如表 8.1 表8.1 项目 单位 数值 航速V 9 10 11 VA=(1- co )xV 6.75 7.50 8.24 Bp=nxp Dn A2 59.460 45.691 36.004 V Bp 7.711 6.759 6.000 有效功率 kw 74.91 121.19 204.11 设计船有效

57、马力 hp 101.85 164.77 277.51 MAU4-40 87 79 71 p/d 0.610 0.630 0.660 n 0 0.515 0.545 0.580 Pte=Pdx n hX n 0 hp 167 177 188 MAU4-22 S 86 77 70 p/d 0.630 0.670 0.700 n 0 0.495 0.535 0.565 PrE=Fbx n hx n 0 hp 160 173 183 MAU4-70 s 85 74 68.2 p/d 0.660 0.700 0.720 n 0 0.480 0.515 0.542 Pte=Pdx n hx n 0 hp

58、156 167 176 Pie 图8.1 根据表格绘制有效马力曲线，如图8.1 从Pte f(V)曲线上与船体满载有效马力曲线之交点，可获得不同盘面比 所对应的设计航速通过直线插值的方法可以得到螺旋桨最佳要素P/D，D 及n 0如表8.1所列: 表8.2 MAU Vma(kn) P/D n 0 Va D(m) 440 10.12 0.634 78.0 0.549 7.585 1.479 4 55 10.09 0.673 76.4 0.538 7.562 1.444 4 70 10.01 0.700 73.9 0.515 7.502 1.386 8.5空泡校核 按柏利尔空泡限界线中商船上限线，计

59、算不发生空泡之最小展开面积比 计算温度 t=15 C ,pa=101302.69 Pa, p v=1706 Pa , P =100.0 kgf.s 2/m4 桨轴沉深h s=T-Zp=2.2-1=1.2m，计算过程如表8.3 表8.3 序号 项目 单位 数值 MAU4-40 MAU4-55 MAU4-70 1 Vmax kn 10.12 10.09 10.10 2 Va=0.5 44 XV maxX (- 3 ) m/s 3.902 3.890 3.894 3 2 (0.7 X n X NX D 60) (m/s) 2 470.20 448.09 412.95 4 Vo.7R =VA +(3)

60、 2 (m/s) 485.43 463.22 428.11 5 (T 2 = (po-p v)/(1/2p Vo.7R2) O.468 0.490 0.531 6 T c （查图） 0.17 0.172 0.175 7 T=PdX n 0 X 75 V a kgf 3257 3266 3198 8 2 Ap=T/(1/2p T c Vo.7R ) 2 m 0.789 0.820 O.854 9 Ae=A/(1.067- 0.229 X P/D) 2 m 0.862 0.906 O.944 10 1 Ae/Ao=Ab/( n 4 XD 2) O.448 0.487 0.530 据上述结果作图8.