摘 要

开体泥驳是具备运载和抛卸功能的一种现代较为先进的驳船。作为一种非常规船型，其主要要素设计过程与普通运输船舶略有差异，原因在于结构的特殊性，其运泥舱室截面呈三角形，船体沿纵向分开为两个独立半体，通过甲板铰链和液压油缸使半体张开与合拢进行运载和抛卸货物，甲板铰链设在泥舱前后端壁旁，液压油缸位于船底部。本文简要介绍了开体泥驳的用途和自身结构布置特点，根据设计任务书的要求，从船体主要要素确定、船体型线设计、总布置设计、静水力计算、舱容计算、稳性计算、螺旋桨初步设计和终结设计、舵设计、干弦计算、吨位计算等几个方面对总体设计的方法及计算过程作出了详细说明。通过在母型船的基础上加以改造，得到设计船的主要参数，经过一系列的计算和校核，参考相应法规，以满足本设计要求。

关键词：开体泥驳 总体设计 母型船改造

Abstract

Open Hopper barge is a modern and more advanced carrier of throwing and unloading barges. As an unconventional ship, the main elements of the design process is different from the ordinary transport ships, because of the special nature of the structure, whose cross-section of transport mud cabin is triangular, the hull compose two independent longitudinal divided halves, half body is connected to each other through the deck hinges around the hopper hydraulic boat and hydraulic cylinder in the bottom of the ship. This article briefly describes the purpose and their own structural arrangement characteristic of the open hopper barge, according to the design of the mission statement of requirements, detailed explanations of method and calculation of the overall design process are made from the hull main elements, hull line design, general arrangement design, static hydraulic calculation, tank capacity calculation, stability calculations, the preliminary design and termination design of propeller, rudder design, dry chord calculation, tonnage calculation and so on. Based on the transformation of the mother ship, the main parameters of the design ship are obtained. After a series of calculation and check, the corresponding laws and regulations are adopted to meet the requirements of the design.

Key Words：open hopper barge；overall design；transformation of the mother ship

目录

第1章 绪论 1

1.1.背景 1

1.2.开体泥驳船型特点 2

1.3.设计采用的技术方案及措施 2

第2章 船体说明书 4

2.1.概述 4

2.1.1.船型 4

2.1.2.设计依据 4

2.2.总体性能 4

2.2.1.主尺度 4

2.2.2.主机型号 4

2.2.3.主要性能 5

2.3.总布置 5

2.3.1.全船布置说明（详见总布置图） 5

第3章 船体主要要素确定 7

3.1.母型船（741m³开体泥驳）主要参数 7

3.1.1.主尺度 7

3.1.2甲板间中心高度 7

3.1.3舷弧、梁拱 7

3.2.设计船主要要素确定 8

3.2.1.主尺度的分析与初步选择 8

3.2.2.主尺度的分析 10

3.3.排水量估算 14

3.4.重量估算 14

3.4.1.初选主机 14

3.4.2.空船重量LW估算 15

3.4.3.载重量DW估算 16

3.5.重力浮力平衡 17

3.6.性能估算 17

3.6.1快速性估算 17

3.6.2.初稳性估算 17

3.6.3.横摇周期估算 18

3.7.本章小结 18

第4章 型线设计 20

4.1.概述 20

4.2.型线设计的方法步骤 20

4.3.CAD绘制型线图作图步骤 21

4.4.母型改造法设计型线 21

4.4.1.型线主要参数选择 21

4.4.2.绘制横剖面面积曲线 22

4.4.3.根据横剖面面积曲线绘制型线 22

第5章 总布置设计 25

5.1.概述 25

5.2.总布置图构成和表达方法 25

5.3.总体布置区划 25

5.3.1.肋距 25

5.3.2.双层底 26

5.3.3.水密舱壁 26

5.3.4.机舱部位及其长度 27

5.3.5.泥舱及液舱布置 27

5.3.6.上层建筑布置与内部划分 28

5.3.7浮态调整 29

第6章 螺旋桨设计 30

6.1.概述 30

6.2.螺旋桨设计过程中应注意的问题 30

6.2.1.螺旋桨相关因素的影响 30

6.3.螺旋桨初步设计 31

6.3.1.推力减额与伴流分数 31

6.3.2.有效功率曲线 31

6.3.3.已知设计参数 33

6.3.4.初步设计步骤 33

6.3.5.主机参数确定 35

6.4.螺旋桨终结设计 35

6.4.1.终结设计方法 35

6.4.2.空泡校核 40

6.4.3.强度校核 41

6.4.4.螺旋桨螺距修正 43

6.4.5设计桨的敞水性征曲线 43

6.4.6.航行特性曲线 45

6.4.7.螺旋桨质量、转动惯性矩估算 46

6.4.8.螺旋桨主要参数总结 47

第7章 稳性计算 49

7.1.船舶几何形体输入、邦金曲线计算 49

7.1.1计算原理 49

7.2.静水力计算 52

7.2.1.计算原理 52

7.3.横交曲线计算 53

7.3.1.计算原理 54

7.4.舱容及液体倾侧矩计算 55

7.4.1.计算原理 55

7.5.装载计算 56

7.5.1.计算原理 57

第8章 舵设计 60

8.1.概述 60

8.2.舵的设计方法 60

8.3.舵类型及数目的选择 60

8.4.舵面积 60

8.5.舵高、舵宽、展舷比、平衡比 61

8.6.设计舵的参数 61

第9章 干舷计算 63

9.1.计算说明 63

9.2.主要数据 63

9.3.干舷计算过程 63

9.3.1.最小夏季干舷 63

9.3.2.基本干舷 64

9.3.3.方形系数对干舷的修正 64

9.3.4.有效的上层建筑和凸形甲板对干舷的修正 64

9.3.5.非标准弦弧对干舷的修正 65

9.3.6.最小船艏高度 66

9.3.7.夏季干舷 66

9.3.8.结论： 66

9.3.9.热带干舷 66

9.3.10.淡水干舷 66

第10章 吨位计算 68

10.1.计算说明 68

10.2.计算 68

10.2.1.主要尺度 68

10.2.2.总吨位计算（GT） 68

10.2.3.净吨位（NT）计算 69

第11章 构建尺寸与横剖面图 70

11.1.船底板 70

11.1.1.中部区域内 70

11.1.2.离船端区域内 70

11.1.3.平板龙骨 70

11.2.舷侧外板 71

11.2.1.中部区域内舷侧外板厚度应符合下列规定： 71

11.2.2.离船端区域 72

11.3.货舱实肋板 72

11.4.船底纵骨 72

11.5.内底纵骨 72

11.6.桁材 73

第12章 结束语 74

附录 76

致谢 77

毕业设计任务书

（一）设计（论文）主要内容：

1.船型、航区及用途

本船为钢质、具有连续单甲板、首、尾升高甲板和尾甲板室、倾斜首、泥舱段为纵骨架式、首尾为横骨架式的全电焊结构、双层底、双桨、双舵、艉机型、双柴油机驱动的开体泥驳。本船航区为沿海航区，主要适用于我国沿海各主要港口（不包括航行于B级冰区）。载运工程废料、建筑用泥沙、碎石等。

2.主要尺度及设计要素要求

主要尺度根据载重量要求确定，力求经济合理。

3.船级、规范及规则

本船结构、舾装设备、轮机电气及所有装置的设计和建造由CCS检验。本船船体、机器和设备按照签订建造合同时生效的下列规范、规则和所有修改通报进行设计、建造：

中国船级社(CCS)《国内航行海船建造规范》；

中华人民共和国海事局(CHINAMSA)《船舶与海上设施法定检验规则》（国内航行海船法定检验技术规则）。

4.舾装、航行及信号设备

本船按中国船级社《国内航行海船建造规范》及中华人民共和国海事局《船舶与海上设施法定检验规则》（国内航行海船法定检验技术规则）的要求配备。

5.航速、自持力

本船自由航速不小于9节，续航力约为1500nmile，自持力20天。

6.稳性及干舷

本船满足中华人民共和国海事局《船舶与海上设施法定检验规则》（国内航行海船法定检验技术规则）对船舶稳性及最小干舷的要求。

（二）完成的主要任务及要求：

1.任务书分析

2.全船说明书

3.船舶主尺度的确定

4.型线设计

5.总布置设计（CAD布置图）

6.完成螺旋桨初步设计和最终设计，并预报航速

7.完成稳性计算

8.确定舵要素

9.最小干舷计算

10.吨位计算

11.按规范计算主要构件尺寸，完成至少2个典型横剖面图

12.外文阅读与翻译

(1)阅读有关文献，不少于15篇。其中，不少于2篇外文文献。

(2)翻译与设计任务有关文章，英文字符不少于2－3万。

（三）完成任务的时间节点：

1.设计调查,完成调查报告，第1周。

2.论证、分析；绘制设计草图，确定设计要素、主机型号、功率、设备，第2~4周。

3.型线设计,计算静水力,静水力曲线图及邦金曲线图，第5~6周。

4.总布置设计、舱容计算、纵倾调整，绘制总布置图，第7~8周。

5.确定舵主要要素，完成功率、螺旋桨计算书及预报航速，第9~10周。

6.校核规定状态稳性及浮态计算，风压计算及稳性衡准，第11~12周。

7.编写设计报告书，第13~15周。

（四）必读参考文献：

1.参考书

（1）本专业教材及有关船舶图册。

（2）专业参考书：《船舶设计原理》、《船舶造型》、《船舶设计基础》、《运输船舶设计特点》、《船舶设备与系统》等。

（3）专业期刊:《中国造船》、《船舶工程》、《船海工程》、《造船技术》、《中国水运》、《船舶》、《船舶设计通讯》和相关大学学报等。

2.规范与规则

（1）中国船级社《钢质海船建造规范》

（2）中华人民共和国海事局《船舶与海洋设施法定检验规则》

3.手册

（1）《船舶设计实用手册》

（2）《船舶科技简明手册》

4.标准