重庆交通大学船舶设计原理要点

第一章1、总体设计的工作主要包括：主尺度和船型参数的确定、总布置设计、型线设计、各项性能的计算和保证。2、船舶设计分为船体、轮机、电气设计。其中船体设计又分为总体、结构和舾装设计。3、船舶设计的特点是指系统性（贯彻系统工程思想，统筹兼顾）和协调性（协调各部门工作，得到最佳配合）。4、船舶设计的基本要求：1）适用、经济；2）安全、可靠；3）先进、美观。5、所谓适用，是指船舶能满足预定的使用要求；船舶的经济性涉及三个基本要素：建造成本、营运开支、营运收入。先进是指性能优良、技术和装备先进；完美是指矛盾处理适当、问题考虑周到、布置有序、造型美观。6、航区：我国法规对非国际航行海船的航区划分四类：远海航区：非国际航行超出近海航区的海域。近海航区：中国渤海、黄海及东海距海岸不超过200nmile的海域；台湾海峡；南海距海岸不超过120nmile的海域。沿海航区：台湾岛东海岸、台湾海峡东西海岸、海南岛东海岸及南海岸距岸不超过10nmile的海域和除上述海域外距海岸不超过20nmile的海域；距有避风条件且有施救能力的沿海岛屿不超过20nmile的海域，但对距海岸超过20nmile的上述岛屿，主管当局将按实际情况适当缩小该岛屿周围海域的距岸范围。遮蔽航区：在沿海航区内，由海岸与岛屿、岛屿与岛屿围城的遮蔽条件较好、波浪较小的海域。在该海域内岛屿之间、岛屿与海岸之间的横跨距离应不超过10nmile。内河航行船舶航区：A级航区：长江吴淞口→江阴。B级：江阴→宜昌。C级：宜昌以上7、服务航速：在一定的功率储备下新船满载所能达到的航速8、功率储备：主机最大持续功率的某一百分数，通常低速机取10％，中速机取15％9、续航力：在规定的航速（通常是指服务航速）或主机功率下，船上所带的燃料储备量可供连续航行的距离。10、船舶设计的工作方法：1）调查研究、搜集资料；2）综合分析、合理解决3）母型改造、推陈出新4）逐步近似、螺旋式前进11、船舶设计一般分为初步设计（设计结果交船东审查）、详细设计（详细设计的依据是造船合同和经审查通过的初步设计技术文件。也称为技术设计）、生产设计（现代造船中，生产设计必须应用计算机来辅助设计。也称为施工设计）、完工文件（完工文件时船舶设计的最后环节，也称为完工设计）。12、设计技术任务书：1）航区和航线2）船型3）用途4）船级和船籍5）动力装置6）航速和功率储备7）续航力和自持力8）船体结构9）总体布置10）设备11）生活设施12）限制条件。第二章2.2载重线是法规对船舶最大装载吃水线以及船体开口封闭条件的规定。1、船舶最大装载吃水决定了干舷的大小。现行的国际载重公约是1966年签订的。2、干舷的作用：一方面可以保证了有一定的储备浮力，另一方面可以减少甲板上浪。3、为什么有储备浮力？干舷的大小直接关系到储备浮力，如果甲板上浪来不及排掉，或者船体开口的封闭设施被破坏而导致海水灌入船体，此时如储备浮力不足船就容易下沉，甚至发生沉没或倾覆。4、船舶最小干舷主要从甲板淹湿性和储备浮力这两个基本点考虑。5、季节区分为：北大西洋冬季区、冬季区、夏季区、热带区、夏季淡水区和热带淡水区。船舶载重线按季节划分。6、法规在确定船舶最小干舷时，将船舶分为“A”型船舶和“B”型船舶。7、A型船舶：专为载运散装液体货物而设计的一种船舶，露天甲板具有高度的完整性；货舱仅设有小的出入口，并以钢质或等效材料的水密填料来封闭；载货空间具有较小的渗透率。B型船舶：达不到上述A船的各项条件的船舶。8、船舶的破舱稳性与最小干舷有关。9、干舷：船中处从干舷甲板的上表面量至有关载重线的垂直距离。干舷甲板：通常是指最高一层露天全通甲板（对于不连续的干舷甲板船，该露天甲板的最低线及其平行于升高甲板部分的连续线取为干舷甲板）10、船长：最小型深85％处水线总长的96％，或沿该水线从首柱前缘至舵杆中心线的长度，取其大者，但是和主尺度中定义的船长不一样。11、型深：从龙骨板上缘量至干舷甲板船侧处横梁上缘的垂直距离。12、上层建筑的有效长度E：是指宽度从舷边至舷边、高度不小于标准高度的封闭上层建筑长度。13、位置1：露天干舷甲板和后升高甲板上，以及位于从首垂线起船长的四分之一以前的露天上层建筑甲板上。位置2：位于从首垂线起船长的四分之一以后的露天上层建筑甲板上。14、季节区最小干舷计算种类：热带区最小干舷FM、冬季区最小干舷FW、淡水区最小干舷FF、热带淡水区最小干舷FTF、冬季北大西洋区最小干舷FWNA。15、出港100%油水和备品，到港10%油水和备品。16、完整稳性：是指船舶未受破损时受外力作用发生倾斜而不致倾覆，当外力作用消失后，船舶仍能回复到原来平衡位置的能力。17、稳性曲线在原点处切线的斜率代表初稳性高度。18、船舶登记吨位(RT)是根据国际船舶吨位丈量公约或船籍国政府制定的吨位丈量规则规定的“登记吨位”，包括总吨位GT和净吨位NT。19、总吨位是以全船围蔽处所的总容积（扣除特别规定的免除处所容积以后）来量计，他表征了船舶的大小。净吨位是按船舶能用于营利部分的有效容积（即载货处所容积和以乘客人数折算所得的容积）来量计，它表征船舶营利的一种能力。19、现行的国际海上人命安全公约（SOLAS）对船长大于等于80m的干货船规定了破舱稳性的要求。载重线公约对船长超过150m的A型船舶提出了破舱稳性的要求。20、船舶消防的主要措施：结构防火；限制可燃材料和控制可燃物质；通风和热源的控制；脱险通道的布置和保护；设置探火和报警设备；配备有效的灭火设备。油船货油舱的防爆措施主要是设置惰性气体系统。水灭火系统是所有船舶要求必备的灭火系统。21、小型船舶起居处所和服务处所面积较小，通常采用ⅢC法保护，而大、中小型船舶较多采用ⅠC法保护。油船规定只准采用ⅠC法。第三章1.船舶的重心位置关系到浮态和稳性。2.船舶的重量可分为空船重量LW和载重量DW。3.船舶于静水中的平衡条件是：重力等于浮力，重力与浮力的作用线在同一垂直线上。4.船在某一装载情况下的总重量就是此时的排水量△，△=LW+DW。空船重量LW由船体钢料重量WH、舾装重量WO和机电设备重量WM。载重量DW包括货物、旅客、船员、行李、油水、食品、备品、供应品以及压载水等的重量。5.民船最基本的典型排水量：空载排水量：△=LW，包括可供主机动车的油和水。满载排水量：△=LW+DW。船舶装载至预定的设计载重量，这种载况下的排水量就是满载排水量。压载排水量：一般货船在无货空放航行时，必须加载一定数量的压载水，一边保证船舶在空放航行时的适航性能。6.干货船的四种典型载况：满载出港----设计排水量状态满载到港----这时船上的油水等消耗品重量规定为设计状态储备量的10%压载出港----船上不装载货物，但有所需的压载水，油水储备量为设计状态之值压载到港----船上不装载货物，但有所需的压载水，油水为总储备量的10%客船还需增加核算满客无货出港及满客无货到港的情况。7.空船重量估算较详细的估算方法通常采用分类计算方法。空船重量估算结果的准确性，除了采用合适的方法以外，最重要的是要具备可靠和详细的母型船重量资料。8.影响船体钢料重量的主要因素：1）主尺度：影响最大的是船长L，其次是船宽B，吃水d和方形系数CB对WH的影响较小。从强度条件看，L越大，船在水中所受的纵总弯矩越大，要求的船体结构尺寸也大。B主要与船底、甲板及舱壁等构件有关。型深D对舷侧和舱壁等结构构件有影响。d影响局部强度，不影响构件数量。方形系数反映的是船体的丰满程度，对WH影响很小。2）布置特征：船舶的布置特征如甲板层数、舱壁数、上层建筑、舷弧、结构形式等都对WH有影响。上层建筑和甲板室对船体钢料重量的影响，小船比大船大。3）使用要求：使用年限。航行区域。结构局部加强的材料附加量。4）其他因素：结构材料。船体的特殊形状。建造加工的因素。9.WH的估算方法：平方模数法（假定WH比例于主船体结构的面积，主要着眼于结构材料的数量）。立方模数法(假定WH正比于船的内部总体积)。指数法.10.回归分析法：选择某种适用的表达船舶主尺度（或尺度比）与船体钢料重量关系的基本函数公式，以型船重量资料作为样本，用数学回归方法求取公式中的有关系数，从而得到重量估算的回归公式。估算误差在10%以内正常。11.WH较精确的估算方法：每米船长重量法。分项重量换算法。12.舾装重量WO：舾装包括甲板设备（也称为外舾装）和舱室内装（内舾装）。舾装重量分为四部分：1）与船的排水量和主尺度有关的重量（船舶设备与系统）2）与船员或旅客人数有关的重量（舱室木作、家具、卫生设备、救生设备）3）与船的使用特点有关的重量（货船起货设备及舱口盖，拖船拖带设备）4）特殊项目重量（减摇装置、侧向推进装置等）13.舾装重量估算，对于货船，一般用平方模数法估算合理。14.机电设备重量估算WM：机电设备主要包括主机、辅机、轴系、动力管系（也有包括船体管系）、电气设备等。计算中应注意有些设备的重量由干重和湿重之别，通常取湿重重量。15.机电设备重量估算WM方法：1）按主机功率估算2）分组估算16.固定压载：固定加在船上的压载，一般为生铁块、水泥块或矿渣块等物，也有用压载水作为固定压载。固定压载与船舶空放航行时用压载水压载是两种不同的压载。压载水是针对不同装载情况用于调整重量和重心的措施，压载水的重量属于载重量。而固定压载是不变的，属于空船重量。17.船舶加固定压载的原因：1）稳性不足，加固压降重心高度。2）特殊船舶满载吃水浅或排水量小，用固压加大吃水和排水量。3）因布置特殊导致浮态不理想，用固压调整纵倾或横倾。18.固定压载只是在某些船舶上加载，如拖船、渡船、海洋调查船、客船等。一般运输货船，不允许加固定压载。特殊情况：新船设计建造完工后，重心过高或浮态不好，可加固定压载来作补救。19.载重量在满载设计状态时，还包括压载水的重量。20．备品是指船上备用的零部件、设备与装置。供应品是指零星物品。我国一般将其放入载重量内，取为（0.5%~1%）DW（此处书上是LW我觉得不对）21.载重量系数ηDW：表示船舶载重量DW占排水量的比例，对于相同排水量的船，ηDW大，表示空船重量轻，或者说载重能力大。ηDW↑→DW↑22.船舶的重心估算，主要是指船重心的纵向坐标xG（影响船的纵倾）和垂向坐标KG（影响船的稳性）的估算。23.重心高度的裕度：一种做法是将空船重量裕量的重心高度位置取在1.2Zg处。或者直接增加一个δZg。24.估算重心纵向位置的目的：为了与浮心纵向位置配合后使船舶有适宜的浮态。25.提高稳性的措施：1）合理调整B（或B/T）、水线面系数、重心高度，适当控制初稳性高。2）尽可能降低重心高度，增大D/T（或F/T），采用大舷弧和外飘横剖线，控制好静稳性曲线的形状特征。3）注意液舱数量及大小的布置，尽量减少自由液面对初稳性和稳性曲线的影响。4）增大横摇阻力(如设置舭龙骨，减小舭部半径等)，减小横摇角。5）减少横倾力矩（如控制好上层建筑的布置，减小受风面积及风压重心的高度，限制旅客横向活动范围，减低拖钩位置。防止货物横向移动等）。第四章1.载重型船舶：运输船舶中，载重量占排水量比例较大的船。布置地位型船：如果船舶的主尺度主要是由所需的布置地位决定，而载重量不作为主要的考虑因素的船。2.积载因素µC:单位重量的货物所占船舱的容积（m2/t）。3.容积折扣系数kC：船舱内能用于装货的容积与型容积之比。4.结构折扣系数的取值与船的大小、液舱内有无管系等因素有关。5.解决舱容问题的做法：首先根据设计技术任务书的要求，估算出所需的舱容，然后根据初选的主尺度和总布置方案，估算出新船所能提供的舱容；再校核和调整主尺度和布置方案，直至恰如其分地满足舱容要求。6.压载水舱的目的：为了保证船舶空放航行时的适航性能，船舶必须具有一定的吃水。7.对于经常存在空放航行的船舶，压载水量是根据空放航行时所需的首尾吃水来确定的。其中尾吃水一般要求达到0.04L~0.045L,并保证螺旋桨全部浸没在水中；首吃水要求尽可能达到0.025L~0.03L，太小的首吃水在风浪