摘 要

本文对航行于琼州海峡之间的客滚船进行了总体设计，包括主要要素的确定、型线设计、三维建模、静水力计算、浮态调整、舱容计算、完整稳性计算、螺旋桨设计等多个方面。本文借助了犀牛软件和maxsurf软件，实现了静水力曲线的绘制和舱容稳性的校核，最终确定了船舶整体的布置。最终结果对客滚船的设计有着一定的指导意义。

关键字：客滚船、琼州海峡、主要要素、型线、总布置

Abstract

In this paper, the navigation in the qiongzhou strait between roll-on ship to carry on the overall design, including the determination of major elements, profile design, 3 d modeling, the static hydraulic calculation, the float state of structure adjustment, capacity calculation, intact stability calculation, propeller design and so on several aspects. In this paper, with the help of rhinoceros software and maxsurf software, hydrostatic curve drawing and cabin stability checking were realized, and the overall arrangement of the ship was finally determined. The final results have certain guiding significance for the design of passenger rollers.

Key Words：Passenger rollers, qiongzhou strait, main elements, shape lines, general layout

目录

1．设计任务书的分析 10

1.1本船情况 10

1.2本船设计方案及任务书简要分析 10

1.2.1设计船的船型特点 10

1.2.2设计时应解决的主要问题 10

1.2.3本船的设计思想 10

1.3本船设计要求 11

1.4本船设计需要完成的任务 11

2.布置草图的绘制以及母型船的选择 13

2.1母型船选则 13

2.2布置草图的绘制 13

3主要要素的确定 15

3.0设计思想 15

3.1主要要素 16

3.1.1船长 16

3.1.2型宽 16

3.1.3吃水 17

3.1.4型深 17

3.1.5方形系数 17

3.2船舶重量估算 17

3.2.1空船重量估算 17

3.2.2载重量的计算 18

3.3重力与浮力平衡校核 18

3.4性能校核 19

3.4.1快速性 19

3.4.2初稳性估算 19

3.4.3横摇周期估算 19

4 型线设计 21

4.1 型线设计主要思想 21

4.2型线设计主要步骤 22

4.3型线设计主要要素的选择。 22

4.3.1棱形系数 22

4.3.2浮心纵向坐标的确定 23

4.3.3船首形状的选择 24

4.3.4船尾形状的选择 26

4.4母型船型线改造 26

4.4.1横剖面面积曲线的修改 26

4.4.2半宽水线改造 30

5 三维建模 36

5.1三维建模软件介绍 36

5.2三维建模过程 36

5.2.1型线图的处理 36

5.2.2数据处理 36

5.2.3犀牛软件处理 37

6．静水力计算 40

6.1maxsurf介绍 40

6.2 静水力计算流程 40

6.3 静水力曲线绘制 44

6.4邦戎曲线绘制 44

7.总布置设计 45

7.1总布置概述及原则 45

7.2船舶总体划分 46

7.2.1主体内船舱的纵向划分 46

7.2.2船舶上层建筑的划分 46

7.2.3船舶主体内舱室确定 47

7.3上层建筑 48

7.3.1车辆甲板布置 48

7.3.2乘客甲板布置 48

7.3.3驾驶甲板布置 49

7.3.4侧面布置图 49

7.4舾装设备的计算及选取 50

7.4.1舾装数计算 50

7.4.2救生设备配备 51

7.4.3信号设备的配备 51

7.5浮态计算及调整 51

7.5.1空船重量计算 52

7.5.2满载出港情况的重量及重心计算 52

7.5.3满载到港情况的重量及重心计算 53

7.5.4压载出港情况的重量及重心计算 54

7.5.5压载到港情况的重量及重心计算 54

7.5.6满客无车出港的重量及重心计算 55

7.5.7满客无车出港的重量及重心计算 56

7.5.8各种装载情况下的首位吃水 57

8.螺旋桨设计 60

.1螺旋桨设计概述 60

8.2基本参数的选取 60

8.2.1螺旋桨数目 60

8.2.2螺旋桨叶数 60

8.2.3推进因子确定 61

8.2.4有效马力曲线绘制 61

8.3螺旋桨图谱设计 64

8.3.1初步设计 64

8.3.2终结设计 68

8.3.3空泡校核 71

9舱容计算 73

9.1液舱舱容要素计算 73

9.1.1概述 73

9.1.2舱容及其形心位置计算 73

9.2舱容要素曲线绘制 75

9.2.1压载水舱舱容要素曲线绘制 75

9.2.2淡水舱舱容要素曲线绘制 78

10完整稳性计算 80

10.1各种载况下的稳性计算 80

10.2各个载况下自由液面对初稳性的影响 80

10.3横摇角的确定 81

10．4各种载况下静稳性臂和动稳性臂的计算 83

10.4.1满载出港 83

10.4.2满载到港 84

10.4.3压载出港 86

10.4.4压载到港 87

10.4.5满客无货出港 88

10.4.6满客无货到港 90

10.5风压倾覆力臂的计算 91

10.5.1受风面积的计算 92

10.5.2风压力臂计算 92

10.6进水角计算 93

10.7稳性衡准数的计算 94

11吨位、干舷计算。 95

11.1吨位丈量 95

11.1.1总吨位 95

11.1.2净吨位 95

11.2干舷校核 96

11.2.1基本干舷 96

11.2.2方形系数对干舷得修正 96

11.2.3有效上层建筑和凸起甲板对干舷的修正 96

11.2.4型深对干舷的修正 96

11.2.5舷弧对干舷的修正 96

11.2.6夏季干舷校核 97

11.2.7热带干舷校核 97

参考文献 98

1. 设计任务书的分析

1.1本船情况

本船为钢质单甲板全电焊结构，采用双艉优良节能船型。主要航行在广东海安港至海口港之间，航行时间不大于4小时,适用于载运在油箱中备有自用燃油的机动车辆(含车载物) 和载客运输,不适合载运危险品及装载危险品的机动车辆运输。本船按近海航区的要求设计。稳性按无限航区校核。本船可载载重汽车42辆，每辆重25吨，可容纳乘客460人。

1.2本船设计方案及任务书简要分析

1.2.1设计船的船型特点

1. 本船为为尾机型船舶
2. 本船为布置地位型船舶，船长型宽主要受到布置地位的影响，吃水受港口限制吃水影响，本船主要矛盾在于布置地位与经济性、快速性的协调。
3. 本船有多层连续甲板，车辆甲板作为主甲板，本船采用双通道型，首位均设跳板。旅客甲板上有足够空间来容纳乘客座位，餐厅，船员室等。

1.2.2设计时应解决的主要问题

本船为车客渡船，在设计车辆甲板和旅客甲板时，应按照规范选择合适的尺寸，布局，同时也要使得该船满足任务书的要求。本船主尺度设计时主要应根据布置草图进行估算，在初步确定船舶的主要要素时，也要考虑到船舶的快速性，经济性，稳性等。协调好船舶性能和布置是本船设计时应着力解决的问题。

1.2.3本船的设计思想

1）机舱设置在尾部，这样可以更好地利用甲板面积，同时缩短轴系长度，减少能量损失。

2)本船为中速船，快速性方面应以减小摩擦阻力作为首要，因此车辆甲板的布置应充分利用空间，尽量减少长度，这样可以减少摩擦阻力和造价。

3）吃水受到港口限制吃水和航线最小水深的影响，型宽受干舷的影响，应保证在满载和空载时都应有足够的干舷保证车辆的顺利出行。

1.3本船设计要求

1. 船级

本船入中国船级社CCS，主要参考《钢制海船入级规范》2012版进行设计。

1. 船型

本船为钢质单甲板全电焊结构，采用双艉优良节能船型。

1. 航速以及续航力

在主机额定工况下和风力不大于蒲氏三级、海浪不大于二级、海潮平稳、深广水域的条件下，满载状态的试航速度不小于15.2节。续航力大于等于60小时。

1. 载客及载重汽车

本船载车42辆，每辆重25t。载客460人。

1. 主机

按照设计要求进行选配。

6.舱室布置

本船旅客舱室应布置卧席区；航空椅座区。工作舱室及卫生处所按照法规要求及参考母型船而定。其中船员及旅客舱室应满足法规要求的面积最小值。

1. 设备

锚、系泊、舵、救生、消防及航行信号等设备根据规范要求及实际需要配置。

1.4本船设计需要完成的任务

1.进行毕业设计调查,完成调查报告。

2.确定设计船主要要素及主机型号与功率。

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