55000吨远洋散货船毕业设计_学位论文(编辑修改稿)

55000吨远洋散货船毕业设计_学位论文(编辑修改稿)内容摘要：

c=Wc*uc/kc, uc 取 ，容积折扣系数 kc=, Vc=52644t*。 设计新船提供的货舱容积： VTc=LcAcKc。 Lc＝ ＝ 计算船中处 货舱横剖面面积：参考型船资料，结合设计船的主尺度，将货舱横剖面初步设计如下：。 得出 Ac＝ 453m2 散货船 Kc=+=； 求得： VTc=LcAcKc=**=72735 3m。 VTCVC ,相差并不很多，省略对仓容的调整。 空船重量的估算及排水量的校核 根据散货船统计公式， WH＝ (CB+)*104+1200 2/3)100300( LK  得出 K＝ ， WH＝ WO=CO(LBD)2/3 CO=～ ，这里取为 ，得出 WO＝ 2687t WM＝ CM(PD/),对于低速主机， MCR 在 10000kW 以下时， CM＝ 8～ 9，这里取为 9 得出 WM＝ LW＝ WH+WO+WM= 排水量储备取 LW 的 5％ 校核排水量△： 满载排水量为：△ = DW+（ 1+5％） LW= △ 1=DW/η DW=66345， 与第一次计算排水量△ 1 比较： 武汉理工大学毕业论文（设计） 远洋 55000t 散货船设计 16 0 7 ||11   航速校核 根据经验公式 V＝ （ Ps/） 经计算，所得航速 V=，大于设计书要求的 ，将根据情况在后面适当改变主机，以获得最佳效益。 稳性校核 根据文献 [3]的公式： DTBaTaGM **2*1 2  = 在此式中 : 5 0 )/( C w pCbC w pCba ； 0 8 0 )*0 8 (2  CbC w pa , 其中水线面系数 Cw=(1+2CB)/3= ξ ＝ ～ ，这里取 根据规定， GM=,故满足要求。 横摇周期校核 由以下公式计算： OGMKGBfT  B/d＝ ， f取。 GMo — 未 计 及自 由 液面 修 正的 初 稳 性高 ， KG=ξ *D=*= T = 满足规范要求的最小值 8s。 主尺度优化 以上主尺度的确定只是一个初步设计方案，但并不是一个最佳的设计方案，在实际设计中设计方案的优化是非常重要且是必须的。 优化的主要步骤有： 1．确定设计变量。 一般而言有船长，船宽，型深，吃水，方形系数。 主机功率或航速。 在设计中长将以上参数无量纲化。 2．建立目标函数。 船舶设计是多目标多学科多参数多约束的设计问题，目标函数的确定直接关系到设计的优越性。 一般而言将选择对设计质量有重 大影响的指标列出，根据其影响程度给与加权。 武汉理工大学毕业论文（设计） 远洋 55000t 散货船设计 17 运输传播设计的经济性方面的主要目标有 PFR,NPV等。 3．约束条件。 一般根据航道港口的限制条件，船东的技术要求，规范法规公约的具体要求定出。 4．确立设计的模型。 5．选择优化方法。 主要的优化方法有网格法，最优化法，模拟退火法，遗传算法。 本次设计根据老师的要求就不具体进行优化。 但实际中一定要优化。 武汉理工大学毕业论文（设计） 远洋 55000t 散货船设计 18 第四章 型线设计 概 述 型线设计是船舶总体设计的一项重要内容。 初步设计阶段中的型线设计通常是在船舶主尺度（ L、 B、 D、 d、 CB）确定后与总布置设计配 合进行的，但在设计方案构思；和选择主尺度时，就要对船体型线有所考虑，并在型线设计中加以体现和检验。 正式的型线图是性能计算、结构设计、各种布置和建造放样的依据，必须认真对待。 综合起来，型线设计应注意以下几个方面： 保证良好的航海性能 型线设计时，通常是把快速性（阻力与推进）放在主要地位来考虑的。 一般来说从快速性、耐波性、稳性、及抗沉性上来考虑船体水下部分的型线；同时从耐波性、稳性以及砰击等方面来考虑水上部分的型线，力求做到船体水下和水上两部分型线在几何上的合理配合。 考虑总布置要求 包括需 要的甲板面积、船舱尺度、舱口尺寸、机舱和设备的布置、浮态调整等总布置的要求。 在总布置和性能相矛盾时，应适当降低对某些性能的要求，以照顾布置上的经济、合理、实用和安全。 考虑船体结构的合理性和工艺性 在型线设计中考虑船舶性能、总布置、结构、工艺等要求时，首先要根据不同类型船舶的不同使用特点，综合权衡。 另外，设计中可参照优秀的母型船型线，并按设计船要求用适当的方法作适当的修改。 外观造型 水线以上的首尾轮廓线、甲板边线以及外露的折角线应考虑外观和造型方米昂的要求。 对于客船、游船等更应考虑 型线与上层建筑等相互的协调，使之成为一个优美的整体。 本次设计根据老师要求，采用型船改造法进行型线设计。 主要型线要素的选择 型线设计的结果是以型线图来表达船体外形的几何形状。 控制船体型线的要素主要是： a. 横剖面面积曲线 b. 设计水线和甲板边线 c. 横剖线形状 d. 侧面轮廓线 棱型系数 Cp Cp 的大小反映了浮力沿船长的分布情况。 波主要发生在首端，首波峰高压区主要在首武汉理工大学毕业论文（设计） 远洋 55000t 散货船设计 19 端 Cp 大，浮力沿船长分布得比较均匀； Cp 小，浮力相对集中在船中，船的首尾两端尖瘦。 对中低速船，船的 兴波阻力在船首附近。 Cp 小，满载水线呈微凹形，这样不但可减少首波波高，而且可减少波峰区的水动压力在船舶前进方向上的分力，以降低兴波阻力。 对于中低速船，由于选取 Cb 接近经济方形系数，因此 Cp 无法达到最佳值。 所以，在较小 Fn 下，从 Cb 的经济值及与之适应的 Cm值出发选择 Cp 较为适宜。 选用比 Cp 最佳值大的经济值，有利于在同尺度条件下舱容最大，也有利于尾机型船舶的机舱及轴系布置。 设计型线时参考指导老师给出的型船资料：本船 Cb=，型船 Cm= , 则 Cp=Cb/Cm=。 浮 心纵向位置 Xb 在一定棱形系数下，浮心纵向位置 Xb 表示了船的排水体积在中前和中后的相对大小，即反映中前和中后的相对丰满度。 当 Xb 在中前时，船首丰满，会使兴波阻力增加，船尾瘦削可降低旋涡阻力。 当 Xb 在中后时，则产生相反的效果。 本船在设计中 Xb 占船长百分比取与型船相同值。 型船 Xb＝ ，占垂线间长 178m的 ％。 因此，设计船浮心纵向位置位于船中前 ％处。 船首形状 设计水线以上的首柱做成倾斜的 ,这样不仅可以是水线以上的面积迅速增加，有利于减小迎浪航行中纵摇和升沉运动，而且 倾斜首柱使设计水线以上的水线变得瘦削，可减少首端激波。 另外，倾斜首柱增加了甲板面积，并且使船外形美观大方。 从经济性和实用性角度来考虑，前倾过大，会增加总长和造价，增大吨位，增长泊位，降低进出港时的安全。 因此设计水线以下的首柱形状时继续保持水上的倾斜度，并和底龙骨圆滑的连接。 查了诸多型船的船首，选择有球首的，简图 如下： 图 球首 船尾形状 船尾轮廓线的形状的选择主要是考虑舵和螺旋桨的布置以及与横剖面型线的配合，现代单桨运输船舶一般都采用巡洋舰尾，其侧面轮廓图见下图 ： 武汉理工大学毕业论文（设计） 远洋 55000t 散货船设计 20 图 船尾 船底 船底采用水平龙骨，根据首尾部轮廓按照光顺性和协调性的要求绘制出船底线。 型线绘制 在本次的设计中，也采用 CAD 绘制迁移图进行型线对母型船的改造。 母型船方形系数为 ，棱形系数为 ，中剖面系数 CM 为 ,水线面系数为 Cw＝ ,浮心纵向位置为 Xb＝ ,垂线间长 Lpp＝ 178m，船宽 B=,吃水 T＝。 设计船中剖面系数取 CMo=CM=,则 CP=CB/CM=。 因为设计船和母型船的浮心纵向位置相同，所以要按型船的横剖面面积曲线绘制设计船的横剖面面积曲线。 只需修改面积曲线的棱形系数具体如下： 根据型船横剖面图量测得的各站面积值，经无因次化后得到横剖面面积比。 以站号为x 轴，面积比为 y 轴绘制型船横剖面面积曲线（见图 曲线 1） 用 ”1Cp”法进行横剖面面积曲线修改： 设计船的棱形系数 Cp=，型船棱形系数 Cpo＝ 因此  C p oCp ；且 CpoCp 设计船 Cp 小，则将型船面积曲 线向内迁移。 迁移量参照新老船舶 Cp 差值（在面积曲线图内，将 X 轴（整个 0 站 — 20 站）作为参照 Cp，最大值为 Cpmax=1，在面积为 1 处的值为新老船 Cp 差 ，面积 0 处 Cp 为 0，两点连成直线，则可以很清楚地得到每一对应面积面积曲线向内迁移的迁移值），得到曲线 2。 （见图 曲线 2） 改造前后的横剖面面积曲线如下图 所示： 武汉理工大学毕业论文（设计） 远洋 55000t 散货船设计 21 图 横剖面面积曲线 根据面积曲线 2 与曲线 1 对比 ，可以得到各站面积迁移量，利用相同迁移量将型船型线图上（半宽图）各站进行迁移（迁移距离与面积曲线对应站迁移距离相同，方向也相同），迁移后得到新的站号，直接读出各水线在新站线的半宽值 B1，再根据型船与设计新船船宽关系转化得出半宽 B2，其中 B2=B1*B/Bo=B1*32/=，制成型值表。 根据半宽值 B2，画出辅助半宽水线图，并生成横剖面图。 水线均按设计新船标准绘制，与水线图形成对应的点，在横剖面图上都画在辅助水线上，辅助水线的 N 水线 =设计新船实际 N 水线 *(T/To)，绘出的横剖面图的各 条站线与实际水线的交点出的半宽值即为我们设计船舶的对应站的水线实际半宽值。 根据草图得出设计船的型值，制成型值表，以便绘制正式型线图。 型线图组图步骤： 画格子线 本次采用电子版的格子线。 画横剖面图 根据上述从图谱中得到的设计船的标准水线的取值绘出各条标准水线，然后，再根据各站的半宽值绘制出本船的各条横剖线。 在绘制过程中，严格遵守从图谱中获取的各站半宽值，特别是水下部分的型值，如果在绘制横剖线时，为了保证型线的光顺性与协调性可以适当地修改设计船水上部分的型值。 在绘制 完各条横剖线后，再在该横剖线图中重新绘制出各条水线，根据本船的设计吃水和型深的实际特点，本船共设 10 条水线，其中水上部分 1 条。 这样就可到各条水线在每一站上的半宽值，以便在后面绘制半宽水线图。 画半宽水线图 对应横剖面图中各条水线与各条站线的交点的半宽值，用纸条在半宽水线图上描绘出各点，并光顺连接，做出半宽水线。 绘制侧视图 绘制侧面轮廓线，包括船舶的首尾侧面轮廓线、船底线和舷弧线，在设计中主要是参武汉理工大学毕业论文（设计） 远洋 55000t 散货船设计 22 考型船的首尾形式，并且前面已经分析了本船的首尾形状及船底形状，结合设计船的自身特点自 行绘制。 甲板平面轮廓线是指甲板边线的水平投影，它反映甲板的面积大小及首尾部分的形状。 由于本船为货船，因此甲板平面轮廓与总布置尤为重要，应结合货舱口尺度、设备的布置、甲板作业和装卸货物等要求加以考虑。 在设计时，先对船舶的大概布置做一个草图，按总布置的要求进行设计。 检验、量型值、标注 画斜剖线，检验已做出的型线图 对不光顺及投影关系不正确的地方进行修改，以达到型线图的要求 —— “关顺性、一致性、协调性”。 检验完毕后，在图上读出型值，并对图纸进行标注。 武汉理工大学毕业论文（设计） 远洋 55000t 散货船设计 23 第五章 静水力计算 型线绘制完成并光顺后，将各站型值量出，填好静水力性能计算要素表。 通过静水计算程序计算得出静水力计算结果。 看对应的方案优化后的设计参数是否满足电算的结果，如果不满足则需对型线进行修改。 根据计算结果绘制静水力曲线图、邦金曲线图、排水量 进水角曲线图和稳性插值曲线图。 后在附录二里附本船静水力计算详细数据和结果。 其主要结果如下： T D ZB XB CB CW CM CP S XF ZM ZML D/CM M/CM 2Δl 1 c m3mV3静水力曲线 武汉理工大学毕业论文（设计） 远洋 55000t 散货船设计 24 邦戎曲线 Φ。