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1、哈尔滨工程大学本科生毕业论文1第第 1 1 章章 绪论绪论1.1 概述本次毕业设计课题是设计一艘“100 客位浅吃水客船” ，是以母型船“80 客位浅吃水客船”为依据规划设计的，在其基础上进行修改和完善，得出设计船主要主尺度以及各种参数的设计过程。并进行适当的仿似变化。选用母型法主要依据是，该方法简单实用，并且准确性高，实际上是保留原有设计的优秀部分，对原有的不足和缺陷进行改进，加入更加先进的东西，不但满足设计的要求，重要的是提高了设计效率，缩短了设计周期，降低了设计难度，并且保证了设计质量。1.2 松花江工作船设计任务书设计任务书是新船设计的基本根据。本船主要设计任务书如下：1.2.1 航区
2、及用途本船航行于松花江水域，主要用于远航务运输。平时可作为工作船从事交通运输用。本船设计航区为内河 C 级航区1.2.2 主要指标要求本船为钢质单底，单甲板，单机，单浆单舵浅隧道船型。1.主要量度总 长 25.8 米设计水线长 23.9 米型 宽 4.0 米型 深 1.3 米设计吃水 0.72 米设计排水量 34.6 吨 哈尔滨工程大学本科生毕业论文22. 续航力及自持力本船设计船续航力为 20km/h，自持力为 20 小时。两个燃油机舱共可放柴油 2.7T。3. 快速性 采用康明斯 6108（110Hp、90.2Kw）2000 转/分。齿轮箱 Hc65（2.96：1） ，辅机 8Kw（195
3、 机）4. 稳性在各种载况下，稳性均应满足规范对 C 级航区客船的要求5. 载量本船设计载客 100 人。6. 总布置 （1）甲板室内布置 （2）配餐室，卫生间，客舱，会议室等（3）有舷侧甲板（400MM）7. 船舶设备 （1）锚泊设备内部设 100KG 短杆霍尔锚一口，配 AM2 级 12.5 有铛锚链 50M，设手动起锚系缆绞盘一台。（2）舵设备设悬挂式流线型平衡舵一个，舵机为手动舵机（3）消防救生设备按规范有关规定配置1.3 对设计任务书的分析比较该船的任务书是根据 80 客位母型船进行进一步改造，加长了船长，增加了客运量，并且对船头的布置做了重新调整，能使驾驶人员的视野更加广阔无阻。并
4、且对原来的船稍有尾倾的问题进行了修改，使其性能更加完善。另外根据任务书的要求，本船主要航行于松花江水域，主要用于航务运输，平时可作为工作船从事交通运输用。哈尔滨工程大学本科生毕业论文3本船属于 C 级航区内河钢质船舶。1.41.4 设计过程对本船的设计过程大体上分为总体设计、性能设计和结构设计。船舶主要要素对船舶技术经济性能影响很大，是船舶设计中应首先解决的最重要的工作。船舶主要要素包括的内容比较多，无明确定义，通常在总体设计中是指排水量 ，载重量 DW，船长 L，型宽B，吃水 T，型深 D，方形系数 Cb，航速 V 及主机功率 P 等。1总体设计 ：根据设计任务书初步确定的主尺度和有关参数，
5、绘制布置图，然后进行重量重心的计算，以及型线图的绘制。重量估算是影响后续设计的基本工作。从某种意义上讲，空船重量估算的准确与否是船舶设计能否成功的关键之一。船体钢料重量包括船壳板、甲板、舱壁等各部分的钢板及型材的重量。本船的重量重心计算是根据 80 客位母型船原有重量重心经过仿似变换计算而来的。2性能设计：主要是静水力计算，阻力计算，和设计螺旋桨。船体性能设计是关系到船舶全局性的设计项目之一，对新船设计的成败有着重要的影响。当新船的排水量和主尺度确定以后，应该注意与总布置设计相配合、协调，根据静水力计算表格绘制出静水力图。在阻力计算过程中本船主要是应用艾亚法进行计算得出最佳有效功率曲线的。螺旋
6、桨采用 MAU-A 型四叶桨进行计算的，经过对螺旋桨的空泡校核、强度校核，最后作出螺旋桨总图。3结构设计：首先绘制出设计船的中纵剖面、底舱、主甲板、以及主要横剖面等的结构图。并且根据规范对主甲板，船底骨架，舷侧骨架等的校核，使其满足强度、刚度的要求。 哈尔滨工程大学本科生毕业论文4第 2 章 总体设计2.1 主尺度及总布置总布置设计是整个船舶设计中极为重要的一个环节，是船的主尺度确定以后，进一步开展各部分设计与计算工作的主要依据之一。它与型线图一样，是影响全局的设计工作。总布置设计的合理与否几乎对新船的所有性能都有影响。2.1.1 概述：本船为工作船，主要航行于松花江水域，属于内河布置地位型船
7、舶。船舶总体设计首先以满足设计任务书要求为前提，在满足任务书要求的情况下，努力做到使用要求、技术性能、以及经济效益三方面的相互协调。其主要设计思想为：1）由于本船是客运船，以船型的美观和安全舒适性为考虑的首要因数。2）在有限的投入和上述条件下航速越快越好。最佳尺度比，具有良好的稳定性的 同时以求阻力最小而航速最大。3）结构采用纵骨架式，舱室划分要兼顾总布置和结构强度，相互协调。4）充分利用母型船尺寸以提高设计精度和节约时间。2.1.2 选取母型确定主尺度根据设计任务书的要求，选“80 客位浅吃水客船”母型船。根据设计船与母型船的特点，舱室布置要求和甲板面积要求绘制总布置草图。本次设计应用仿似变
8、换，其实质是将母型船的船型系数保持不变，将母型船的型线图在长度、宽度、高度三个方向上根据设计的船的主尺度做相应的放大或缩小，得到设计船的型线图。 即： Xi=Xi=Xi0L/L0; Yi=Yi=Yi0B/B0 Zi=Zi=XZi0T/T0这种方法的优点是：1.一次就可得到既符合主尺度和排水量要求又相互配合的型值表，可以哈尔滨工程大学本科生毕业论文5节省时间。2.可由母型几何特征直接得到设计船的型值。3.设计船的性能有保证。根据总体设计原则，从快速性和舱室布置方面来考虑船长，从稳性和耐波性方面来考虑船宽，从航区来考虑吃水，综合得出满足布置要求得主尺度。总 长 L=25.8m型 宽 B=4.0m设
9、计吃水 T=0.72m设计水线长 Lwl=23.9m型 深 D=1.3m主要依据如下：1 选择船长除应满足内河船舶的要求还应注意以下几点因素：1） 从总布置考虑船长应满足船员舱、机舱及其他客舱室布置所要求；2）耐波性，本船属于高速船，采用较大的船长对于改善耐波性有利；3）从快速性考虑，船长增加，船舶湿面积增加，摩擦阻力增大，但剩余阻力降低。由于此船属于快船（高速船） ，其总阻力在一定范围内将有所减小；4）从操纵性及适航性要求考虑，船长增加有利于保持航向稳定性，但是回转半径也增大，本设计为内河船舶，航道狭窄，对回转性不利；5）从经济性考虑，增加船长导致钢料等重量有较大增加，造价上升。2 选择船宽
10、除了应满足内河船舶的要求还应注意以下几点因素：1）稳性，适当增加船宽以引起初稳心高增加，对稳性有利；2）总布置，满足各舱室和甲板面积的需要；3）耐波性，加大 B 对船舶的纵摇与升沉有利。3 确定吃水时尤其要考虑内河船舶航道的限制，另外：1）从浮力和快速性考虑都可尽量加大 T；2）从提高螺旋桨的性能方面考虑，吃水增加，桨轴浸深就增加，空泡数增多，而且吃水增加，对增大螺旋桨直径，提高推进效率有利，对耐波性也有好处；3）吃水增加，会使得 B/T 减小，而 B/T哈尔滨工程大学本科生毕业论文6对稳性的影响较大，而会造成稳性的降低。4 确定型深时考虑的因素：1）满足设计任务书对型深的要求；2）型深对布置
11、和使用性能的影响，型深越大则说明舱室的使用高度就越大；3）型深对安全性能的影响，型深越大，干舷就越大，同时储备浮力就越大，但由于受风面积增大，对稳性不利。2.1.3 总布置及总布置图的绘制2.1.3.1 总布置概况：本船主要用于乘渡客船，内部装修豪华，舒适。采用单机，单浆，单舵潜隧道船型。另外总布置还包括各种舾装设备、舱室设备，木作的布置情况。2.1.3.2 总布置图的绘制.参考母型船总布置图绘制本船总布置图（见附录） 。2.2 重量、重心估算在此次设计过程中我们采用平方模数法估算船舶的船体钢料重量和木作舾装的重量进而估算出船舶的总重，再用仿似变换法估算其重心，主要依据：平方模数法对总纵强度问
12、题不突出的船，其计算结果比较准确，适用于小船，尤其是内河船。具体的计算如下：2.2.1 空船重量1、船体钢料计算(平方模数法) 1111()WWK LDB其中设计水线长 LWL=23.9 m 船 宽 B=4 m10 1 0100()WKL DB其中 W10=13.06 L10=22.5 B10=4哈尔滨工程大学本科生毕业论文7=2.38000 1010 0miiSL hDDDL9 .235 .192 . 146. 095. 13 . 109. 0)437. 2(5 .2206.13 )(010010 1BDLWK)(72.13)38. 24(9 .2309. 01TW钢料的重量重心 因为 Xm
13、0=-0.48m Zm0=12.6m 其中 L/L0=23.9/22.5 D1/D10=2.38/2.37所以 Xm=Xm0L/L0=-0.4823.9/22.5=-0.51m Zm=Zm0D1/D10=1.262.38/2.37=1.26m2、木作舾装2211()WWK LDB其中 其中 D10=2.3706. 0)37. 24(5 .225 . 8)(010020 2BDLWKW2=0.0623.9(4+2.38)=9.15(T)木作舾装重量重心 因为 X02=1.75 Z02=1.43其中 L/L0=23.9/22.5 D1/D10=2.38/2.37所以 X02=1.75L/L0=1.
14、86mZ02=1.43D1/D10=1.43m3、轮机重量重心W3=W30=3.47X03= W03L/L0=-7.53哈尔滨工程大学本科生毕业论文8Z03=Z03D1/D10 =0.76t2.2.2 燃油、滑油重量燃油重量：106 04 STVRBHPqnWW=1016 1620201101581=0.44（T）其中 n-主机台数 q0-耗油率 主机持续功率 BHP续航力 Vs-设计航速R滑油重量：W41=W43.5%=0.0154(T)W=W4+W41=0.44+0.0154=0.46Z40=Z4=1.7975. 840XQ3 . 90404LLXX2.2.3 人员重量人员：船员 3 人（
15、100kg/人） 乘客 100 人（75kg/人）取舱室底中心位置 gXW5=3100+75100=7.8(T) 265. 00505LLXX5 . 1 0505DDZZ2.2.4 食品、淡水重量船员 3 人，乘客取 100 人.取每人每天需食品 4kg, 需淡水 100kg 则有:哈尔滨工程大学本科生毕业论文9(T)43. 024/ )1620204103(食品W(T) 73.1024/ )162020100103(淡水W2.2.5压载铁重量重心W7=1.63T X7=X70L/L0=8.523.9/22.5=9.03 Z7=Z70=0.82.2.6重量重心计算表格满载到港时食品、淡水、燃油、滑油的重量均取满载出港时的 10%。并且由于本船为近航道航行所以淡水和食品的重心可以忽略不计。所以可得：满载出港状态重量重心计算表名称重量重心纵向坐标重心纵向力矩重心垂向坐标重心垂向力矩单位t Xg(m) Mx(tm) Zg(m) Mz船体钢料13.7
