摘 要

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究目的、背景及意义 1

1.2 母型船资料 1

1.2.1 母型船主要尺度 1

1.2.2 母型船型线图 2

1.2.3 母型船总布置图 3

第二章 任务书分析 4

2.1 基本信息 4

2.2 设计船特点 4

第三章 船体说明书 5

3.1 船型、用途与航区 5

3.2 船级、规则与规范 5

3.4 设计船主要尺度 5

3.4.1 主尺度 5

3.4.2 甲板间高度 5

3.4.3 舷弧、梁拱 5

3.4.4 双层底高度 6

3.5 吨位 6

3.6 干舷 6

3.7 载重量及载货量 6

3.8 动力装置 6

3.8.1 主推进装置 6

3.8.2发电机组 7

3.9 航速及续航力 7

第四章 船舶主尺度与主要船型系数的确定 8

4.1 主要方法 8

4.2 初估排水量 8

4.2.1 初步拟定载重量系数 8

4.2.2 排水量的初步确定 9

4.3 确定设计船主尺度及主要船型系数 9

4.3.1 主要要素的初步计算 9

4.3.2 主要要素的初步确定 10

4.4 主机选型 10

4.5 空船重量估算 11

4.5.1钢料重量估算 11

4.5.2舾装重量估算 12

4.5.3机电设备重量估算 12

4.6 重力浮力平衡 12

4.7 载重量分项估算 13

4.7.1 人员及行李 13

4.7.2 食品及淡水 13

4.7.3 备品、供应品 13

4.7.4 主机与辅机的燃油用量 13

4.7.5 滑油用量 13

4.7.6 载货量 14

4.8 性能校核 14

4.8.1 稳性校核 14

4.8.2 快速性校核 14

4.8.3 舱容的估算及校核 15

4.9 本章小结 16

第五章 型线设计 17

5.1 绘制母型船无因次横剖面面积曲线 17

5.2 改造母型船无因次横剖面面积曲线 19

5.2.1 型线设计思想 19

5.2.2 母型船相应参数 19

5.2.3 改造母型船横剖面面积曲线 19

5.3 设计船无因次横剖面面积曲线 20

5.4 CAD绘制型线图 22

5.4.1 绘制格子线 22

5.4.2 绘制半宽水线图 22

5.4.3 绘制横剖线图 22

5.4.4 绘制侧面轮廓线、甲板平面轮廓线 23

5.4.5 画纵剖图 23

5.4.6 三向光顺 24

5.5 型值表 24

5.6 绘制型线图主要参数 26

第六章 主船体建模、静水力计算及稳性横截曲线 27

6.1 绘制邦戎曲线 27

6.2 绘制静水力曲线 27

6.3 稳性计算 30

6.3.1 稳性横截曲线绘制 30

第七章 总布置设计 33

7.1 肋骨间距划分 33

7.2 计算双层底高度 33

7.3 船舶总布置规划 33

7.3.1 总体划分 33

7.3.2 内部舱室划分 34

7.3.3 上甲板布置 35

7.4 上层建筑布置 35

7.5 外舾装设备 35

7.5.1 锚泊设备 36

7.5.2 系泊设备 36

7.5.3 舵设备 36

7.5.4 救生设备 36

7.5.5 消防设备 37

7.5.6 金属门、窗 37

7.5.7 航行及信号设备 37

7.6 舱室舾装部分 38

7.6.1 防火结构 38

7.6.2 木作绝缘 38

7.6.3 防火门 38

7.7 其他 38

7.8 总布置图绘制 38

7.9 舱容校核以及各舱室型心纵向位置计算 38

7.9.1 舱容以及型心纵向位置计算 38

7.9.2 舱容校核 41

第八章 舱容校核、浮态调整与装载稳性计算 42

8.1 装载稳性校核计算 42

8.2 满载出港稳性校核 45

8.3 满载到港稳性校核 47

8.4 压载出港稳性校核 49

8.5 压载到港稳性校核 51

8.6 稳性校核汇总 53

第九章 螺旋桨图谱设计 54

9.1船体与螺旋桨相关系数 54

9.1.1 船体主要参数 54

9.1.2 主机参数 54

9.1.3伴流分数 54

9.1.4推力减额分数 54

9.1.5相对旋转效率 54

9.1.6船身效率 54

9.1.7其他系数 55

9.2 有效功率的估算 55

9.3 螺旋桨图谱设计 56

9.3.1 确定最大航速 56

9.3.2 空泡校核 58

9.3.3 强度校核 61

9.3.4 螺距修正 62

9.4 本章小结 62

第十章 舵的主要要素确定 63

10.1舵面积 63

10.2舵高h 63

10.3设计舵宽b 63

10.4展弦比λ 64

10.5 平衡比e 64

10.6 舵桨配合 64

第十一章 结构设计 66

11.1 外板 66

11.1.1 船底板 66

11.1.2 平板龙骨 66

11.1.3 舭列板 67

11.1.4 舷侧外板 67

11.1.5 舷顶列板 67

11.1.6 局部加强 68

11.1.7 冰区加强（B级） 68

11.2 甲板 68

11.2.1 横骨架式强力甲板 68

11.2.2 离船端0.075L区域内的强力甲板 68

11.2.3 甲板边板 68

11.2.4 首楼甲板 68

11.2.5 艉楼甲板 69

11.2.6 船员甲板 69

11.2.7 船长甲板 69

11.2.8 驾驶甲板 69

11.2.9 罗经甲板 69

11.2.10 下层平台甲板 69

11.3 船底骨架 70

11.3.1 箱形中桁材 70

11.3.2 纵骨架式旁桁材 70

11.3.3 肋板 70

11.4 舷侧骨架 71

11.4.1 货舱主肋骨 71

11.4.2 艏尖舱肋骨 72

11.4.3 上层建筑肋骨 72

11.4.4 尾压载舱肋骨 73

11.4.5 机舱区域加强 73

11.4.6 局部加强 74

11.5 甲板骨架 74

11.5.1 露天强力甲板的计算压头h₀ 74

11.5.2 甲板横梁 74

11.5.3 甲板纵桁 76

11.5.4 强横梁 76

11.6 舱壁 77

11.6.1 平面舱壁 77

11.6.2 槽形舱壁 77

11.7 底边舱 78

11.7.1 底边舱斜板 78

11.7.2 底边舱侧壁板 78

11.7.3 纵骨 78

11.8 顶边舱 78

11.8.1 顶边舱斜板 78

11.8.2 纵骨 78

11.7 绘制主要横剖面和基本结构图 78

第十二章 吨位丈量 79

12.1总吨位计量 79

12.1.1 主甲板以下型容积 79

12.1.2主甲板以上的型容积 79

12.2净吨位计量 79

第十三章 干舷计算 81

13.1 干舷计算需要的主要数据 81

13.2基本干舷f₀ 81

13.3方形系数修正值f1 81

13.4干舷甲板凹槽修正值f2 82

13.5封闭上层建筑修正值f3 82

13.6非标准舷弧修正值f4 82

13.7 夏季干舷 82

13.8 热带干舷 82

13.9 淡水干舷 83

13.10 最小船首高 83

总结 84

参考文献 85

附录 86

致谢 87

内容摘要

本文为13500DWT近海散货船的方案设计。设计船具有连续单甲板、单桨、单舵、双层底、主机位于艉部。采用母型船改造法确定设计船主尺度及主要船型系数；采用母型船改造法设计船体型线、进行总布置设计；运用图谱法进行螺旋桨设计；根据“规范”与“法规”计算干舷、计算吨位、校核稳性、校核船体结构强度。散货船为载重型船舶，在设计过程中将保障载重量和舱容放在优先地位考虑。关注其运载能力与运载效率，在保证良好的航行性能的同时，力求提高设计船的技术经济性能，以较少的投资获得较高的运输能力，从而实现更大的经济效益。

关键词：散货船；方案设计；母型船改造法；COMPASS计算

Abstract

This paper is a description for designation of the 13500DWT offshore bulk carrier. The design ship has a continuous single deck, single propeller, single rudder, and double bottom. The engine is located in the stern. To fix the principal dimensions of the ship, the calculation is based on a model ship with good navigation manners. And the ship-related coefficients are mainly determined by the transformation of the model ship. Also, the linetype and the general layout of the designed ship is based on the model ship. The propeller is designed according to MAU maps. The scale of free board, the tonnage of the hull, the stability and the strength of hull structure are checked according to "Rules for Ships and Offshore Facilities Statutory Inspection" and "Code for the Construction of Domestic Navigation Ships". As a heavy duty vessel the designed ship is, the designer gives priority to the carrying capacity and the hold capacity. As a bulk carrier, its carrying efficiency and navigation performance should be guaranteed. At the same time, attentions should be draw on its technical and economic performance. By striving to obtaining higher transport capacity with less investment, the greater economic benefits can be reached. Keywords: Bulk Carrier; Conception Design; Model Ship Transformation; COMPASS Calculation

第一章 绪论

1.1 研究目的、背景及意义

散货船作为当今三大主流船型之一，一直以其优良的载货能力和较低的货物包装成本占据航运市场的重要地位。如今，经济全球化使世界变成地球村，国与国、地区与地区之间的贸易往来愈加频繁，而我国内地和沿海地区之间的贸易也得到了迅猛发展，航运事业亦随之高速增长。对煤炭、金属矿石、粮食等干散货而言，航运作为重要的运输途径以其较高的性价比奠定了干散货运输市场的主导地位，已然成为运输船舶的主力军。散货船作为大宗货物的交通工具，需求巨大，关乎贸易各方经济利益，可谓举足轻重。因此，如何提高散货船的航海性能、提高经济效益，从而使船东利益最大化成为了船舶设计者的重要目标。

散货船在几十年期间发展强劲，尤其是改革开放以来，不仅仅是地区之间，国与国之间的交往也愈发密切，贸易往来在很大部分上依靠船舶，散货船的迅猛发展是时代背景下的产物也是政策背景下的产物。

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