船舶与海洋工程 课程设计

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1、船舶静力学课程设计,1. 船体线型图 2. 静水力计算 3. 稳性校核 4. 程序操作说明,大坂城风能发电,1.船体线型图,1/1,一、绘制前的准备工作 二、AutoCAD 操作简介,一、绘制前的准备工作,选择船舶(2人一组，每人完成自己的线型图) 为简化船舶静水力计算的源数据准备工作，建议大家不要选择下列船型：,1/3,双体船； 涡尾船型； 隧道型船。,选择船舶的用途,2/3,绘制前的准备工作,1. 船体线型图绘制前的准备工作：完善型值表、标注特征点及插入点的坐标。 2. 线型图合理地分段，确定分段点坐标、斜率。 3. 绘制一组曲线前，重新定义用户坐标原点。 4. 用样条曲线绘制各曲线段。

2、5. 用编辑样条曲线的各种命令光顺、修改曲线。 6. 修改型值表，输出完工型值表。 7. 标注特征点及插入点的坐标，为填写计算程序数据文件做好准备。,3/3,二、AutoCAD操作简介,1.进入AutoCAD 界面 2.AutoCAD 命令的执行方式 3.透明命令 4.用户坐标系设置 5.设置绘图单位 6.样条曲线的绘制 7.编辑样条曲线,1/1,1.进入AutoCAD界面,1/1,使用window菜单： 进入Auto CAD 2004。,设置背景,2.AutoCAD命令的执行方式,AutoCAD命令有以下种方式，任选其中一种即可： 1）使用工具栏的图标按钮； 2）使用菜单项； 3）在命令窗口

3、键入AutoCAD命令； 4）使用对象的快捷菜单； 5）使用状态栏中的辅助工具按钮。,1/1,3.透明命令,透明命令是在运行某个命令的过程中，插入执行的其他命令。例如在执行用直径做园的命令中，需要滚动屏幕以选择当前显示区外的第二个端点。 键入命令前输入 ，随后输入的命令就是透明命令，透明命令的提示符为 。 命令：C (CIRCLE) CIRCLE指定圆心或三点(3P)/两点(2P)/:2P 指定直径的第一个端点：(捕捉直径的第一个端点) 指定直径的第二个端点： z (透明命令zoom) 指定窗口角点或全部(A)/中心(C)/: A(显示全图) 指定直径的第二个端点：(捕捉直径的第二个端点),1

4、/1,4.用户坐标系(UCS),1）创建用户坐标系 2）命名UCS 3）打开/关闭UCS图标显示 4）控制UCS图标显示样式,1/6,1）创建用户坐标系,创建用户坐标系可用以下任一方法： 使用工具栏； 使用菜单项； 使用UCS命令：UCS 命令窗口提示： 指定UCS原点或面(F)/命名(NA)/对象(OB)/上一个(P)/视图(V)/世界(W)/X/Y/Z/z轴(ZA) 各选项的含义如下：,2/6,2,创建用户坐标系,面(F)：将UCS与实体对象的选定面对齐； 命名(NA)：根据名称选择已创建的坐标系 ； 对象(OB)：用选定的对象快捷创建UCS ; 上一个(P)：恢复到上一个坐标系； 视图(

5、V)：以屏幕为XY平面创建新UCS，原点不变； 世界(W)：从UCS回到世界坐标系； X/Y/Z：在命令行中输入角度(右手规则)，通过旋转当前UCS，来创建新UCS；,3/6,2）命名UCS,打开UCS窗口： 使用工具栏； 使用菜单项； 各页面的功能如下：,4/6,命名UCS：用于重命名、删除或将坐标系置为当前。在当前坐标系的快捷菜单中可选择相应操作。,正交UCS：选择需用正交坐标系的视图(俯视、左视)。 设置：用于设置UCS图标和UCS。,3）打开/关闭UCS图标显示,菜单项：视图 显示 UCS图标 开/关 ；,5/6,4）控制UCS图标显示样式,命令行输入UCSICON命令，选择 P 可打

6、开 UCS图标 窗，可选择UCS的显示样式、大小、颜色等。,6/6,5.设置绘图单位,打开“图形单位”窗： 菜单项：格式 单位； 命令行：UNITS,长度：定长度单位类型和精度； 角度：定角度单位类型和精度； 顺时针：选中为顺时针为正；否则逆时针为正； 插入时的缩放单位：选择插入图块的单位，也是当前绘图环境的尺寸单位； 方向：设置角度的0o方向(东南西北)。,1/1,6.样条曲线的绘制,工具栏：绘图样条曲线； 菜单项： 绘图样条曲线； 命令行：SPL / SPLINE。,指定第一点或对象(O)/: (输入2个点后学生显示：) 指定下一点或闭合(C)/拟合公差(F)/:：,对象：指定多段线段转换

7、成样条； 闭合：将样条曲线的起点与终点闭合； 拟合公差：定义曲线的偏差值，值越大，离控制点越远； 起点切向：定义样条曲线端点切线方向。,1/1,7.编辑样条曲线,工具栏：修改样条曲线； 菜单项： 修改样条曲线； 命令行：SPE / SPLINEEDIT。 显示样条曲线的主提示：,输入选项拟合数据(F)/闭合(C)/移动顶点(M)/精度(R)/反转(E)/放弃(U)/:,1/4,编辑样条曲线,拟合数据：编辑样条曲线各点，显示：,提示信息添加(A)/闭合(C)/删除(D)/移动(M)/清理(P)/相切(T)/公差(L)/退出(X):,添加：添加样条曲线的型值点； 闭合/打开：闭合或打开样条曲线；

8、删除：删除样条曲线的型值点； 移动：移动样条曲线的型值点到新位置； 清理：从图形数据库中清除样条曲线的数据； 相切：编辑样条曲线起点和终点的切线斜率； 公差：使用新公差从新拟合现有型值点； 退出：返回到样条曲线的主提示。,2/4,编辑样条曲线,闭合/打开：闭合或打开样条曲线； 移动顶点：从新定位样条曲线的型值点； 精度：调整样条的拟合精度，显示如下提示：,输入精度选项添加控制点(A)/提高阶数(E)/权值(W)/退出(X):,添加控制点：增加样条曲线的控制型值点数； 提高阶数：增加样条曲线的型值点数； 权值：更改样条曲线控制点的权值，值越大，曲线越接近型值点。 退出：返回到样条曲线的主提示。,

9、3/4,编辑样条曲线,反转：反转样条曲线的方向； 放弃：取消上次操作。,4/4,线型图绘制常见问题,总结：理解或体现设计者的思想；投影的一致性、光顺。 1.横剖面图中的甲板边线； 2.樑拱和甲板中线； 3.船底斜升线与横剖线； 4.设置辅助线图层，斜升底的切点、舷侧的切点、水线端点的圆弧半径和切点 5.折角线； 6.呆木和舵轴支承； 7.舷墙； 8.斜剖线； 9.标注图层； 10.图形的封闭性，不要重复画直线段。,2. 静水力计算,1/13,船舶静力学 课程设计书(封面) 班 级： 姓 名： 成 绩： 完成日期： 同组姓名：,静水力计算,2/13,一船舶静力学计算 船型简介(船名、线形特点、其

10、他) 程序简要说明(开发单位：原华中理工大学船舶系张铭歌副教授、程序采用辛普森及梯形法计算、计算程序用Fortran语言、数据检查程序用Basica编写，供学生毕业设计和数十艘实船设计，可信度高、其他) 根据静水力计算结果绘制船舶静水力曲线。 根据横剖面计算结果绘制邦戎曲线。,静水力计算,根据横剖面计算结果绘制设计吃水下横剖面面积曲线。 根据稳性计算结果绘制稳性插值曲线。 列表计算指定纵倾(首、尾吃水)情况下，排水量，浮心Xb，Zb。并在此基础上(按组)绘制： 费尔索夫曲线； 可浸长度曲线； 三选一 下水曲线。,附件：不同首尾吃水时及Xb、Zb计算表(Excel表);,3/13,费尔索夫曲线,

11、1) 在邦戎曲线上选取若干尾吃水dAi，和若干首吃水dFi。各构成一族倾斜水线面。,4/13,费尔索夫曲线,2) 计算每根倾斜水线下的排水体积i 及浮心的坐标xBi。并以首吃水为横坐标，以尾吃水为参数，绘制 及xB 的辅助曲线图。,不同首尾吃水时及XB汇总表,5/13,费尔索夫曲线,3) 读出排水体积(20)和浮心纵坐标 XB (0.0)等值线与各首吃水交点对应的尾吃水。 4) 在费尔索夫曲线上绘制上述各等值线。,df da() da(xb) 0.4 1.14 0.56 0.6 0.96 0.64 0.8 0.78 0.72 1.0 0.59 0.79 1.2 0.41 0.90,6/13,可

12、浸长度计算,7/13,1. 绘制极限破舱水线 在邦戎曲线上绘出核算水线和安全限界线，并在安全限界线的最低点处画水平的极限破舱水线PP，然后在首尾垂线向下取Z1.6D-1.5d，并将其34等分，过各分点做限界线的切线，得到一组极限破舱水线。,可浸长度计算,8/13,2. 计算各极限破舱水线下体积i 及对舯的体积静矩Mi 用邦戎曲线分别计算, M, i, Mi，并用下式计算 vi = i - xi = (Mi - M ) / vi 将结果绘成vi xi 曲线。,可浸长度计算,9/13,3. 绘制各站在限界线下的横剖面面积曲线A ，并对A 曲线从船首向船尾积分。将积分结果以船长为横坐标绘成曲线。并用

13、同样比例绘制vi xi 曲线。对任意 xi ，按图示方法使 cd=vi ；面积 acb=bde ；则 l 即为所求的舱长。l/2为舱长的中心(一般与舱容中心相差极小)。,可浸长度计算,10/13,4. 绘制可浸长度曲线 将上述计算结果绘制成图示曲线。将应当水平量取的可浸长度竖直表示，并假定舱容中心等于舱长中心，因此两端线的斜率为tg-12。 考虑渗透率的影响可浸长度将增加。,下水曲线,1.确定船舶下水重量、重心纵向位置； 2.确定滑道坡度、船台末端、前支架位置； 3.在邦戎曲线上绘出各倾斜水线； 4.列表计算各倾斜水线下和XB, 进而计算重量及浮力对前支架力矩；重心离开船台末端后计算对船台末端

14、的重力力矩和浮力力矩；直到尾浮开始。,11/13,下水曲线,12/13,E:船尾入水 B:重心到船台尾 A:尾浮开始 Q:全部入水,尾浮后浮力和浮心计算,13/13,以滑程X为参数，按龙骨坡度确定最高倾斜水线。适当选择几个低尾吃水，分别计算船体排水体积和浮心，做辅助图，用浮力对前支架力矩等于重力对前支架力矩确定实际尾吃水和浮力。,3.船舶稳性校核,各种装载情况下船舶稳性计算书 1概述(船名、船舶类型，依据规范，航区) 2船舶主尺度 (Loa,Lpp,Lw,B,D,d,f(梁拱),Pe(功率),V(航速),W(货船 载重量),Ab(舭龙骨面积),其他 (每数据占1行) 3稳性计算书使用说明 经校

15、核本船虽满足稳性要求, 但船长应根据装载、天气、水流等情况谨慎驾驶，确保船舶航运安全。,1/27,稳性总表,4各种核算状态稳性总表,2/27,t,m,m,m,m,m,m,Zg,GMo,GM,GM,e,稳性总表,3/27,m,m,T,o,Lf,Lq1,Kf,回,j,o,o,o,o,o,m,m,s,重量重心计算,5. 各种核算状态重量重心计算(分项重量、重心估算) 计算状态: (每种核算状态1张),4/27,各部分重量估算,船体；货物；船员及行李；乘客及行李； 燃油（=kg.Pe.R/v）；滑油(35%燃油)； 淡水（饮用水610kg/人天、生活用水50100kg/人天）； 食品（2.54.5kg/人天）。 全船重心位置估算：(zg=D，xg=xb),5/27,浮态及初稳性计算,6. 各种核算状态浮态及初稳性计算,6/27,d,xg,xb,(xg-xb),MTC,t,t,m,m,m,t m,t m/cm,m,m,m,m,m,m,m,xf,dF,dA,Zb+BM,zg,GM,受风面积计算,7. 受风面积是指核算吃水以上船体纵剖面布置图的侧投影面积。由满实面积和非满实面积组成。 投影重叠的满实面积不应重复计算。 非满实面积可逐项算；也可取最大满实面积的百分数： 客船,干货船,拖船,挖泥船,起重船取面积3%;面积矩6%; 渔船,油船取面积的5%;面积矩的10%。,