摘 要

本次毕业设计所选择的题目是《500TEU集装箱船方案设计》，主要是根据优良的母型船来进行改造，结合在学校中学习到的知识，灵活地将其运用到实际的设计过程中,完成新船的船体部分设计工作。

全文共分为 15 个部分来进行阐述，主要内容包括：船舶主尺度确定、优化、经济性、船体型线设计、船体总布置设计、螺旋桨设计、浮态核算及浮态调整、完整稳性计算等。船舶主要要素的确定是通过优秀母型船换算得到。优化是通过编程对主尺度进行优化。经济性是通过计算船舶年营运收入和支出算出收益。船体型线设计是通过“1-Cp”法对母型船进行型线改造，做到三向光顺、协调、一致。总布置设计是以满足舱容要求为要点，人性化地进行布置设计。浮态核算与调整，是使船舶在各种载况下航行时都能有良好浮态。螺旋桨设计是求得最佳的螺旋桨要素并使其满足各项要求。船舶的完整稳性是保证船舶在各种恶劣状况下航行而不致船舶倾覆。吨位计算的结果将作为船舶经济性估算依据。结构设计要满足规范、安全性和经济性的要求。

关键词：方案设计；经济性；型线设计；总布置设计；螺旋桨设计；完整稳性

Abstract

The topic of this graduation design is the 500TEU container ship design ", is mainly according to the excellent to the mother ship to undertake the transformation, combining a in school to learn knowledge flexibly apply it to the actual design process.Complete the design of the new ship's hull.

The full text is divided into 15 parts to carry on the elaboration, main contents include: ship main dimension determination, optimization, economic, hull lines design, hull layout design, design of propeller, floating state accounting and afloat condition adjustment, intact stability of calculation. The determination of the main elements of the ship is obtained by conversion of the excellent mother ship. Optimization is carried out by programming on the main scale. Economy is calculated by calculating the annual operating income and expenditure of the ship. Ship line design is through the "1-Cp" method for the transformation of the type of ship, so that the three to smooth, coordinated and consistent. General layout design is to meet the requirements of the cabin capacity as the main point, the layout design of human nature. Floating state calculation and adjustment is to enable the ship to sail in a variety of conditions can have a good floating state. Propeller design is to obtain the best propeller elements and to meet the requirements of the. Ship's complete stability is to ensure that the ship in all kinds of bad condition of navigation and not to the ship. The results of tonnage calculation will be used as the basis for the estimation of the economic performance of the ship. Structural design to meet the requirements of specification, safety and economy.

Key words: scheme design; economy; design of the line; general layout design; propeller design; complete stability

目录

第1章 绪论 1

1.1课题研究背景 1

1.2国内外发展现状 1

1.3目的和意义 1

1.4课题研究内容 1

第 2 章 任务书分析 2

2.1 任务书的概念 2

2.2 任务书提要 2

2.2.1 航区 2

2.2.2 规范及规则 2

2.2.3船型、性能及总布置 2

2.2.4主机、辅机及燃料 2

2.2.5设备 2

2.3任务书分析 2

2.4设计构思 2

第3章 主尺度的确定 4

3.1方案设计的思路和一般步骤 4

3.2主尺度的确定 5

3.2.1布置 5

3.2.2初步估算主尺度 5

3.2.3集装箱布置地位的校核和主尺度调整 6

3.3估算空船重量和载重量 7

3.3.1估算空船重量 7

3.3.2计算载重量 7

3.4主要性能的校核 8

3.4.1快速性 8

3.4.2初稳性校核 9

3.4.3横摇周期的估算 10

3.5经济性估算 10

3.5.1年收益 10

3.5.2年成本和RFR 10

3.5.4绿色性校核 12

3.6优化，编程 13

第4章 型线 14

4.1概述 14

4.1.1型线设计的基本思想 14

4.1.2控制船体型线的要素 14

4.2型线设计的方法及步骤 14

4.2.1型线设计的方法 14

4.2.2型线设计的步骤 15

4.3主要型线要素的选择 15

4.3.1菱形系数CP的选择 15

4.3.2浮心纵向位置XB的选取 15

4.3.3绘制 16

4.4横剖线图 18

4.5半宽水线图 19

4.6纵剖线图 19

4.7绘制首尾轮廓线和甲板边线 20

4.8螺旋桨和舵 20

4.9尾部和隧道 20

4.10三向光顺 22

4.11完善型线图并生成型值表 23

4.12静水力计算 23

第5章 总布置 25

5.1概述 25

5.2原则 25

5.3主要任务 25

5.4总布置构成 25

5.5基本要素确定： 25

5.5.1肋骨间距： 25

5.5.2水密舱壁 26

5.5.3双层底 26

5.6 主船体舱内的划分 26

5.6.1艉尖舱 26

5.6.2 机舱部位及长度 27

5.6.3 货舱 27

5.6.4首尖舱 27

5.6.5液舱 27

5.7上层建筑的舱室和通道布置 27

5.7.1上层建筑 27

5.7.2 通道、梯道及出入口的布置 27

5.8锚泊和系泊设备的布置 28

5.9救生设备 28

5.9.1救生艇、筏和救助艇的配备 28

5.9.2 个人救生设备的配备 28

5.10消防设备 28

5.11信号设备 28

5.12舵设备 28

5.13总布置设计图 29

第6章 螺旋桨设计 30

6.1设计思想 30

6.2基本设计参数的选取本船的设计直径 30

6.3已知条件 30

6.4螺旋桨有效功率曲线 30

6.5初步设计 32

6.6终结设计 33

6.7空泡校核 37

第7章 稳性计算 40

7.1主要内容 40

7.2舱容要素曲线 40

7.2.1规则液体舱的计算 40

7.2.2不规则液体舱的计算 41

7.3浮态调整 42

7.4自由液面对于初稳性的修正 45

7.5大倾角稳性 46

7.5.1稳性差值曲线 46

7.5.2横摇角 46

7.5.3进水角和极限静倾角 47

7.5.4静稳性计算 49

7.5.5动稳性计算 52

7.5.6稳性曲线 53

7.5.7各倾侧力臂计算 55

7.5.8风压倾侧力臂 58

7.5.9水流倾侧力臂 58

7.5.10全速回航倾侧力臂 59

7.6稳性衡准 60

第8章舾装数 62

8.1法规 62

8.2主要尺度 62

8.3舾装数计算 62

8.4锚泊及系泊设备配置 62

第9章吨位丈量 64

9.1 总吨位 64

9.2净吨位 65

参考文献 67

附录 68

附录A主尺度优化 68

致 谢 77

第1章 绪论

1.1课题研究背景

长江水道在长江地区经济发展中起着很重要的作用，可是，由于近些年来中国的经济发展速度太快，三峡已经提前19年达到设计通过能力，从此后，三峡限制着上游地区经济的发展，很多专家和相关人士都建议改善这一问题，开通三峡航运新通道是十分必要和迫在眉睫的事情。

1.2国内外发展现状

随着经济全球化的不断发展，各国之间的联系越来越密切，同时集装箱市场迅猛发展。在国民经济发展之中占有重要地位，与此同时，我国的集装箱发展和国外还有一定的距离，在这种背景下，三峡航运新通道集装箱船的设计有重要意义。

1.3目的和意义

本课题是500TEU三峡航运新通道通航集装箱船方案设计，本船为钢质、单甲板、双机、双桨、柴油机驱动的集装箱船。在上述背景下的设计目的主要有三点 一是根据三峡船闸过闸船型现状研究，结合对未来航运业发展趋势和三峡过坝货运量的预测，认为新航道设计应以集装箱船和散货船为主，设计的集装箱船为以后新航道船型设计打下基础，提供未来的船舶设计方案。二是近年来集装箱船的发展趋势是大型化和国际化，去年世界最大的集装箱船之一的18000标箱在中国最大最先进的造船厂上海外高桥造船厂顺利命名并交付。三峡航运新通道开通后，大中型集装箱船无法通过三峡的历史就将改变，本设计方案与以往的三峡集装箱船设计方案不同，具有历史性的开创作用。三是集装箱船作为当前世界三大主流船型之一，集装箱的设计和建造工程量很大，虽然近几年船舶航运市场低迷，船队闲置情况较严重，但是随着国际经济的复苏，船市渐渐开始走出谷底。集装箱船具有装卸效率高，时间短，不受恶劣天气影响，营运费用低，运量大等优点。集装箱船的使用越来越具有普遍性，新航道集装箱船的设计方案具有现实性的重要意义。

1.4课题研究内容

本次选题主要利用优良的母型船进行合理的改造完成新船的设计工作，设计内容包括

船型和主要要素的确定，船体型线设计，总布置设计，螺旋桨设计，舱容和各种载况下的