船舶设计原理 顾敏童编

目录目录第一章船舶设计概要…………………·……..........…1l.l船舶设计的特点和要求…........…·…………....,........•............11.2设计工作方法………………….......…...…..…·…...51.3船舶设计阶段的划分和工作内窑…-…....……......…........81.4本书内窑的安排….....…·…u….......…………........……......11思考与练习………·…………·………..........11草二章海船法舰的相盖内普.....................…………-……….........122.1概述...'.......................................................…..………….....122.2载重线………………………......13:~.3完整瞌性………....,.................…....................……...222.4分舱与破舱稳性.......…...……·………....………………292.5船舶吨位丈量......................…………-………...422.6船舶捕防…..........……………….........…….......………….........44思考与练习川.........…….....……………........…....51第三章船舶量量与重心……………-…·…-…..…........……....543.1概述…….............…………….....…543.2空船重量估算·……........…..........……........…..............….553.3载重量估算…………………-…·……………...............…673.4拍水量的初步估算和重力与浮力的平衡……...………ι....………...........69:3.5重心估算…….....……-………......................，............……...73思考与练习....……………....…...……....……......75第四章舱寄和布置地缸……….....................…........784.1概述……………..….....................……,..784.2新船所需的舱窑.....................………….......….....……………....794.3舱窑的校核与计算....……..............…·…·……E….834.4船舶的布置地位………………….....................89思考与练习…........................…·……....……………........................96第五章方案构思与主尺度选择….....................……….....975.1总体设计方案构思……........…....………………,.................972船舶设计原理5.2主尺度的分析和选择的步骤…·…………......…......….1125.3主尺度和主要性能的估算方法…......………….......…….......,.1215.4设计方案的优化与技术经济性评估…..................…...…….....130思考与练习.........................•............,••.••.•….....…......…….......138第六章型结世计……………….....…...1106.1概述……………………..……….................…………....……·………......1406.2横剖面面积曲线………·……….'..,-,1416.3型线几何形状特征和妻数的选择·…....…·………1516.4型线图设绘方法…...……。……...........................…......…………1636.5特殊的首尾型线…......……………·…...173思考与练习…........................…..........….......…..……….183第七章且布置设计..................……………....................1857.1概述……………......…........…....……...............1857.2且体布局的区划………........…........…………..................1867.3浮在调整….......……·……….....1947.4瞌室和通道的布置....…......…...........................................……·…1987.5主要腼装设备布置……………....…2047.6外部造型与内装设计……………-…....213思考与练习....……........……….......................…..................,..215草儿童计算机辅助船舶设计简介..…..………......-............…'..'..2168.1计算机辅助船舶设计系统…...........................................…...............2168.2船舶主要尺度方案的优选…………....…2208.3型线生成的计算机方法…....……...............................……........2258.4计算机辅助总布置设计……·………..........................................229思考与练习…..................................……·………...……………231第丸章海洋移动式平自设计....…………·……..2329.1概述……………·…………….....2329.2海洋平台的环境载荷……...............…...............…...................…2399.3平台总体性能……E……………....2499.4移动式平台B体设计简介...............……………...........................……..259思考与练习……...................…............................……….......269章引..…………………·……..…………………......……270参考立酣........................………………·…275第一章船舶设计概要1.1船舶设计的特点和要求1.1.1船舶设计特点船舶是一种水上建筑物，具有环境茹件特晴、类型事、系统复杂、技术含量高、投资巨大、使用周期长等特点。因此，船舶设计必须持认真、慎重的态度。船舶的种类很多，就民用船舶而言，有运输费船舶、工程类船舶、观光旅游类船舶以及特种用逮类船舶a其中运输类船舶有散货船、集装箱船、滚装船、运木船、多用逮货船、叶藏船、油船、化学品船、破化气体船、窑船、车害渡船、拖船、驳船等各型船舶。每种船舶的设计都有各自的特点。每艘船舶都是由许多部分组成的→?大革统。通常，自航运输船舶至少有以下各部分组成:船体与结构←一具有支持圭船重量的浮力p满足装载和安装各种设备所需的容积和地位乡有优良的各项性能(如稳性、快速性、分曲与破舱稳性、耐植性等)，其结构能保证水雷完整性和必要的强度、刚度以及能避免宜生有害的振动。主机与控制推动和控制船舶以不同的航速航行回舵装置控制船舶的航向。电站发电和国E电，向船上各种用电设备供电。助航和通信-一确定船位，避免碰撞，保持对内和对外的通信联络.船体开口的关闭装置保证船体开口能扯于关闭状态，以确保船舶和货物且人员的安全。货物装拥和配载-一把货物高效、合理地革进或拥出货舱固消防限制火灾蔓延的防业分痛，探知火灾发生和报警以及灭虫。救生船舶遇难时船上人员自救和营拉普水人员。锚泊和系泊~一保持船舶在锚地和码头边停泊时的船位。防市染控制油类和其他有害物质对环境的污染。生活设施保护和维护船上人员生活的酷室和设备，以上各部分的设计静且多门专业。船舶设计量分专业，分部门协调完成的。通常，船舶设计分为船体、轮机、电气世计兰大专业〈不包括各种通用设备产品的设计).其中船体设计卫分为且体、结构和箱装设计三大部分。以上各专业和部分的设计工作相互间的关系如图1.1.1所示，其中且体世计与其他各部分的设计都有密切的关革.总体设计的工作主要包括=主(要〉尺度和船型垂数的确定、总布置世计、型钱设计、各项性能的计算和保证。根据以上所述可知一艘船是由许多不同功能的部分所组成的，各部分既是个独立的革2船舶设计原理统，相互间卫有密切的联系;设计工作是由多种专业合作协调完成的回因此，船舶设计的一个特点是z必须贯彻革统工程的思想，考虑问题要全面决策时要统筹兼顾，在总体设时中一定要处理好主要矛盾和次要矛盾的关系，要棉调好各部门的工作，既要使船舶的各部分充分发挥自身功能­E要使相互关系达到最佳的配合。船舶设计的另个恃点是:设计工作是由粗到细，逐步近似，反复迭代完成的。船舶设计也可以说是个多垂盘、多目标、多约束的求解和优化问题。例如，最初粗佑的船舶主尺度完全可能是不能符合各项要求的，只有通过反复选代、逐步近似的设计过程来校验和幢正，才能得到最终的可靠结果B1.1.2船舶设计的基本要求轮机设iI问...--------4←-炭示行密切的文系4…-.表示有定的关系图1.1.1船舶设计关系框图船舶设计是一项带及面很「的复杂工作，对设计的要求也是多方面的。下面从一般意义上归纳下船舶设计的些基本要求。1适用、经济所谓适用是指船舶能满足预定的使用要求。对运输船舶而言，主要是保证运输能力和提高运输质量，如装载能力、航速、装卸敬率等，对于专用的作业船舶和海洋平台，要能具备完成特定的施工或作业的能力，井能保证作业质量。此外，船舶的航海性能、操作、船虽的生活设施等也是盖在晌适用性的重要因素@但证新船的适用性是设计中处理各种矛盾时首先要考虑的困章。提高船舶的经济性是设计工作的重要目标a船舶的经济性带且三个基本要素，即建造成本、营运开支和营运收入。设计中的技术措施是否恰当，决策是否正确，对船舶的经济性生产生很大的影响。设计工作中必须把经挤性放在+分重要的地位来考虑g有时，一项好的技术措施可能会节约大笔的投资。但是，般来说，世计中经常遇到的是技术性能和经济性相互矛盾的情况，这就需要进行技术与经济的综合评估或论证，使之得到合理的统B综观现代船舶的发展、新船型的出现和新技术的采用，无一不是莹经#因素的剌激。经济是技术发展的基础和动力，技术是实现经济目的的手段和工具，两者相互串连、相E推动。Z量金、可靠船舶的安全是关革到人命和财产以及环境污染的重大问题。因此，安全性是船舶的→项基本质量指标。为保证船舶的安全，政府主管机关制定了船舶设计和建造的击规，国际组织(例如1M口一一国际海事组织)通过政府间的协定，制定了各种国际公约和规则。这些法规、公约和规则对船舶的安全措施提出了圭面的要求。政府法规是强制执行的，凡是船籍国政府接圭、革认或加入的国际公约和规则都纳入在法规之中，船舶设计必须瞒足这些法规的要求。此外，人级船舶还要满且船级社制定的人级与建造规毡，规范的规定主要也是基于船舶安全方面的考虑。且之，船舶设计中必须严格遵守法规和规班的规定，满足法姐和规植的要求，这是保证船舶安全的最基本的措施B第一章船舶设计概要3应该指出，在船舶设计和建造的实践中船东为了降低造价，往往