论文20000DWT散货船方案设计

武汉理工大学毕业设计（论文）青岛上海20000T散货船方案设计学院（系）交通学院专业班级船舶与海洋工程专业1202班学生姓名傅启超指导教师常海超学位论文原创性声明本人郑重声明所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密囗，在年解密后适用本授权书2、不保密囗。（请在以上相应方框内打“”）作者签名年月日导师签名年月日摘要本船为近海航区20000载重吨散货船。本船以运输煤矿为主，根据其涉及的沿海航道和基本经济情况，着重解决船舶的舱容需求。本船的设计，总体上满足设计所需的要求。本船属于载重型船舶。这类船舶对载重量和舱容的要求，是船舶确定主尺度时考虑的主要因素。另外，本船在设计中需要特别注意降低造价，降低消耗，提高运输能力，以最少的投资获得最大的运输能力，提高本船的经济性。关键词散货船；型线设；总布置设计；船舶性能；MAXSURF计算ABSTRACTTHISSHIPISA20,000DWTBULKCARRIEROFSAILINGONTHEOFFSHOREAREA,THESHIPMAINLYTOTRANSPORTCOALMINES,ANDACCORDINGTOCOASTALWATERWAYSANDBASICECONOMICCIRCUMSTANCES,THESHIPDESIGNFOCUSONSOLVINGTHECUBICCAPACITYTHESHIPDESIGNMEETSTHEDESIGNREQUIREMENTSOVERALLTHESHIPBELONGSTOLOADVESSELLOADANDTANKCAPACITYREQUIREMENTSARETWOMAJORFACTORSINDETERMININGTHEMAINDIMENSIONSOFTHESHIPINADDITION,THROUGHOUTTHEDESIGNPROCESS,THESHIPDESIGNSPECIALLYNEEDSTOPAYATTENTIONTOTOREDUCETHECOST,REDUCECONSUMPTIONANDINCREASETRANSPORTCAPACITY,FORMAXIMUMTRANSPORTCAPACITYWITHMINIMALINVESTMENT,IMPROVETHEECONOMYOFTHESHIPKEYWORDSBULKCARRIERMODLELINESDESIGNTHEARRANGEMENTOFWHOLESHIPTHESHIPPERFORMANCEMAXSURFCALCULATION1目录第一章绪论111课题研究背景112国内外发展现状113目的和意义114课题研究概述215综述2第二章设计任务书分析321设计船舶要求322设计船舶特点323设计方法324一些主要的设计思想3第三章全船设计概述531船型、航区及用途532载货量及积载因素533船级534主要尺度及性能5341主要尺度及船型系数5342航速与续航力5343船员定额5344稳性及干舷6345货舱舱容635总布置情况636船体结构637舾装设备6371锚泊设备6372货舱盖7373救生设备7374消防设备7375信号设备738动力装置7239其他8第四章主尺度确定941主尺度的确定9411主要内容概述9412初估排水量9413船长的初估10414船宽的初估11415吃水的初估11416型深的初估11417方形系数的初估1242载重量分析12421主、辅机的选择12422载重量分项估算1343性能估算与校核14431重力与浮力平衡14432舱容估算及校核15433初稳性估算及校核16434横摇周期17435快速性校核17第五章型线设计1951型线设计思想1952型线设计的方法和步骤1953主要型线要素的选择20531棱形系数CP20532浮心纵向位置XB20533船首形状21534尾部形状22535船底23536其他部分2354型线绘制24541母型船型线改造24542CAD绘制型线步骤2655主要参数273第六章三维建模与静水力计算28第七章总布置设计3371概述3372主体布置划分34721舱壁划分34722肋骨间距34723机舱部位与长度34724甲板与平台34725艏尖舱与艉尖舱35726货舱区域35727首压载水舱35728双层底3573上层建筑划分3674舾装设备布置36741锚泊及系泊设备36742救生设备37743消防设备37744信号设备38745舵设备3875舱室布置39751卧室39752餐厅39753医务处所39754卫生设备3976门窗及舱口盖39761金属门39762金属窗40763舱口盖及舱口围板4077护栏和舷墙4078舱容计算4079浮态调整42791满载出港42792满载到港444793压载出港46794压载到港48710小结50第八章螺旋桨及舵主要要素确定5181船体与螺旋桨相关系数确定51811伴流分数51812推力减额分数51813相对旋转效率51814船身效率51815其他系数5182螺旋桨初步设计5283螺旋桨终结设计5584螺旋桨空泡校核5685舵的主要要素58851舵面积AR58852舵高H59853舵宽B59854展弦比59855平衡比E5986螺旋桨和舵之间的配合60第九章稳性计算书6191概述6192自由液面修正62921满载情况62922压载情况6293静稳性与动稳性计算6394风压力臂计算67941受风面积计算67942风压力臂计算6995稳性总结70第十章吨位丈量72101总吨位计量721011主甲板以下的型容积V17251012主甲板以上的型容积V273102净吨位计量73第十一章干舷计算74111基本干舷F074112方形系数修正值F174113干舷甲板凹槽修正值F274114封闭上层建筑修正值F374115非标准舷弧修正值F475116夏季干舷F75117最小船首高75第十二章总结76参考文献77附录178附录280附录381附录485致谢86武汉理工大学毕业设计（论文）1第一章绪论11课题研究背景散货船自20世纪50年代中期出现以来，总体上保持着强劲的增长势头。由于货运量大、货源充足、航线固定、装卸效率高等原因，散货船运输能获得良好的经济收益，已成为运输船舶的主力军。随着世界经济发展，散货船仍将保持较高增长势头。本课题为适应我国近海散货船的发展，对20000DWT级近海散货船展开研究。12国内外发展现状在国内，散货船运输量约占总量的40。日益发展的散货船队在能源运输、国际贸易中，逐渐成为一支主力军，并在国民经济发展中占有重要地位。我国矿石的进口量近几年持续快速增加，极大地增加了散货船的运量。因此，我国船队最近几年应加快老龄船舶的更新及增加大型货船的建造，以适应我国经济发展需求。在全球化经济形势的带动下，能源运输需求呈现出持续增长趋势。海上干散货贸易运输需求量相较几十年前已大幅增加，因此为解决这一运力不足的问题，对散货船的研究仍将是一个重要课题。13目的和意义纵观散货船的发展历史及对现状分析，趋势主要体现在双壳化、大型化、快速性多用途、使年限增长、环保和自动程度提高等几个方面。因此，本课题主要针对船舶大型化和船舶更新两个点，提出本课题研究对象20000DWT级散货船。一方面着眼缓减国内运力紧张的问题，另一方面也对船舶大型化设计做一种经验的累积。除此之外，本次毕业设计也是对我大学四年所学的一次总结。四年时间里，我学到了许多有关船舶的知识，包括了从船舶概念、船舶性能，到船舶的设计的原理和方法等。在大四的时候，我们还去了船厂，学到了很多书中没写到的有关船舶制造过程经验性的总结。我将所学的专业课知识都应用到了本次的毕业设计中，我认为这是一次很有意义的独立学习和自我总结过程。武汉理工大学毕业设计（论文）214课题研究概述全文主要内容包括绪论、任务书分析、全船设计概述、主尺度确定、型线设计、三维建模及静水力计算、总布置设计、螺旋桨及舵主要要素确定、稳性计算书、吨位丈量、干舷计算、总结，共计12各章节。本文将采用基本的设计原理及方法，对所设计船舶的设计过程进行详细的阐述。这些原理和方法中，不乏许多前人总结的经验性成果，以及当下正投入实际生产设计的成果。本文最终将呈现一艘20000DWT级近海航区散货船的方案设计结果。15综述随着我国干散货运输量的逐渐增大，小型散货船老龄化的加重，本次毕业设计的选题为青岛上海20000T散货船方案设计，它既符合实际的需求，也能使自身得到许多锻炼。这将对我未来参与工作有很大帮助。武汉理工大学毕业设计（论文）3第二章设计任务书分析21设计船舶要求根据设计任务书要求，本船应当按照中华人民共和国海事局，于2011年颁布实施的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），以及中国船级社于2015年颁布实施的的钢质海船入级规范进行相关的设计与检验工作。整个设计内容应当以设计任务书限定的条件出发，充分考虑设计中的多种制约因素，不断完善设计，最终提交一份符合相关规定的优秀方案设计。22设计船舶特点本设计船为20000DWT级散货船。本船为钢质、具有连续单甲板、首楼和尾上层建筑、球鼻首的单舷侧近海航区船舶。本船以柴油机驱动，采用尾机型、单桨单舵布置，主要以煤矿和食材类散货为运输对象，积载因数不小于14。本船为载重型船舶，因此载重量和舱容的要求，是确定主尺度和布置情况的主要考虑因素。本船的货舱大小是由载重量所需容积要求确定。本船设计航速要求不低于126KN，续航力约为4500NMILE，自持力为23D。设备配备及成员编制按相关规范、法规及要求选定。23设计方法本船主要采用母型船改造的设计方法，根据优良的母型船进行合理、科学地逐步近似设计。抓住设计中的主要问题，用正确的方法合理解决设计中的矛盾，使最终形成的设计方案能兼顾性能优良与经济适用。本船为载重型船舶，其主体方案的设计思路如图21。24一些主要的设计思想（1）船长对钢料重量的影响最大。因此，在满足载货量要求的情况下，应特别注意减少短船长，以便减少钢料的使用量，降低造价。（2）采用尾机型，利于主船体内压载水舱的布置，减少传动损耗。（3）总布置设计过程中，应以满足舱容要求为出发点，人性化地进行布置设计。（4）为降低空载重心、增加吃水，应设有底边压舱以便空载时调低重心高度。（5）在设计中应使船达到任务书规定航速要求的同时，力求所选择主机功率最小，以降低机电设备费用。武汉理工大学毕业设计（论文）4确定一个主尺度的选择范围主尺度的第一次近似，拟定一组主尺度的初始值估算重量重心、重力和浮力是否平衡校核布置地位和舱容是否满足要求估算航速、稳性、干舷等主要性能指标，校核是否满足要求初步确定了一个可行的主尺度方案主尺度方案优化否是是否否调整主尺度调整主尺度综合分析各项性能指标，确定主尺度的修改方案是图21主体方案设计武汉理工大学毕业设计（论文）5第三章全船设计概述31船型、航区及用途本船为钢质、单甲板、尾机型、柴油机驱动的海上散货船；本船航区为近海航区，航线定为青岛港前湾港区至上海港朱家门港区，运输煤矿散货；返程时由上海港民生港区至青岛港老港区，运输大米和豆类散货。32载货量及积载因素本船设计载货量为1925407T，积载因素为14。33船级本船按“CCS”有关规范入级、设计和建造。入级符号为CSACSM，BULKCARRIER,R1,BCC。34主要尺度及性能341主要尺度及船型系数总长LOA15805M方形系数CB078垂线间长LPP14900M水线面系数CW0887水线长LW15211M棱形系数CP0,785型宽B23M中剖面系数CM0994型深D13M浮心距中3083设计吃水D93M排水量25586T站距745M首舷弧SF0439342航速与续航力本船设计航速为126KN，续航力4500NMILE自持力23天。343船员定额本船共配备船员18人。船长一名，轮机长一名，高级船员8，普通船员8人。武汉理工大学毕业设计（论文）6344稳性及干舷稳性、干舷满足中华人民共和国海事局于2011年颁布实施的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）（下文简称法规）要求。345货舱舱容舱内容积为2592781M3，舱口围板容积为1568M3。加起来共计2749581M3。35总布置情况总布置图见附图。主甲板为纵通式；本船双层底设于14204肋位段，其作用是提高货物的重心高度，增大横摇周期，改善耐波性，提高安全保证。本船共设7道水密舱壁，并且双层底间隔均为水密舱壁。本船设有四个货舱，舱长均为273M，宽度均为16M。尾部上层建筑有5层，其中布置了船员卧室、厨房、餐厅、娱乐室、厕所、CO2室以及储物室等；本船首楼设置有锚链舱、油漆、灯具间等。36船体结构本船船体结构按中国船级社于2015年颁布实施的的钢质海船入级规范（下文简称规范）进行设计。本船结构形式为纵骨架式，本船首尾尖舱肋距为600MM，货舱、机舱肋距为700MM，1440肋位之间（机舱段）双层底高度为15M，40204肋位之间（货舱段）双层底高度为14M。37舾装设备371锚泊设备（1）锚根据母型船布置情况，首锚采用C型霍尔锚3口，每口锚重561T。首部布置两口锚，余一口备用。（2）锚链首锚链选用CCSAM2级，左右锚链长均为28875M。（3）锚机型号YM1F30/3液压单侧式起锚机2台。型号YB1F50液压单侧式系泊绞车2台。武汉理工大学毕业设计（论文）7372货舱盖本船设折叠式舱口盖,由支架支撑,可延导轨滑动。尺寸为1840017000582。373救生设备本船实际配置救生衣20件；救生圈16只；额定18人机动开敞式救生艇两只，布置于救生甲板两弦，可兼做救助艇。374消防设备本船消防设备如下（1）独立驱动消防泵3台，应急消防泵1台，共四台，设置30个消防栓；（2）消防水带13根，直径12MM消防水枪13只；（3）9L手提式泡沫灭火器8只，5KG手提式干粉灭火器6只。备用12只灭火器，其中9L手提式泡沫灭火器备用6只，5KG手提式干粉灭火器备用6只。机舱内配备45L推车式泡沫灭火器1个及手提式泡沫枪装置1套。375信号设备（1）罗经甲板上设置钢板焊接结构的雷达桅1座。首楼甲板上设前桅1座，其上设有前桅灯和前锚灯；救生甲板上设后桅1座，钢板焊接结构，其上设有后桅灯。（2）基本号灯配备为2盏桅灯、1盏左舷灯、1盏右舷灯、1盏尾灯、2盏白环照灯（作锚灯用）、2盏红环照灯（作失控灯用）。并且，上述航行灯中桅灯、舷灯和尾灯配双套。（3）配备1盏白昼通信闪光灯，备用灯泡2只。（4）配备号型3个号型（大号球体）；配备号旗为4面中国国旗3号、2套国际信号旗2号、1副手旗、1面标志旗1号。（5）配备声响信号1具大型号笛、1具大型号钟、1具号锣；配备号笛拉手或按钮数4个拉手或按钮数。38动力装置主机参数型号MANL32/40额定功率4500KW武汉理工大学毕业设计（论文）8转速750R/MIN缸数9缸外形尺寸753027154490耗油率1785G/KWH减速齿轮箱型号GWL85100减速比64517输入转速200910R/MIN额定推力1400KN净重42T39其他其它设备按法规作出相应配备。武汉理工大学毕业设计（论文）9第四章主尺度确定41主尺度的确定411主要内容概述1根据有关经验公式和型船资料初步估算船舶主尺度；2通过重力与浮力的平衡条件来调整主尺度；3校核主要性能；4货舱舱容进行初步校核。412初估排水量本船为载重型船舶，根据这类型船舶载重量系数变化稳定的特点，可通过载重量系数来初估本船的排水量。搜集到的型船资料表41型船资料型船16500DWT18500DWT20000DWT22800DWT排水量20502T23443T259983T28131T载重量165123T18833T19917T228113T载重量系数0805080307660811表42型船资料船长LOAO15229M排水量0259983T垂线间长LPP01496M载重量DW19917T船宽B0233M满载吃水D093M型深D013M方形系数CB0078总吨13446净吨7540航速V12KN甲板层数1夏季干舷3270MM货舱数5水密舱壁数8主机功率4440KW主机转速173R/MIN空船重心高度ZG0915M武汉理工大学毕业设计（论文）101根据统计公式076660130410500775105201294105301441105/400469105/5（式41）计算载重量系数为0792根据型船资料，通过换算公式DWDW（式42）计算载重量系数为0766根据所搜集的资料显示该类型散货船载重量系数范围在074082根据表41的型船资料，鉴于散货船属于载重型船舶，其载重量系数比较稳定。考虑表42型船资料，设计船与母型船的各项情况比较接近，故在合理范围内取本船载重量系数大于型船换算值，小于统计公式计算值。取本船载重量系数为DW078所以，根据变形公式DW（式43）本船的设计满载排水量为2564103T413船长的初估本次设计的近海散货船，从任务书中可知，设计航速要求不低于126KN，根据所查资料船长应在140160M之间。1据母型船换算公式LPPLPP0（0）13（式44）计算得到船长LPP14891M2根据统计公式LPP8545DW02918（式45）计算得到船长LPP15373M综合分析所参考的型船是实船，并且在运行过程中被证明性能良好，本船船长按母型船比值换算比较可靠。鉴于所参考母型船航速仅有12KN原因，船长取较大值对提高船舶快速性和增加舱容有利。另外，船长对空船重量的影响比较大，在保证经济性的条件下，船长在合理范围内可取小些。再综合调查的航道情况，船长在合理范围140160M内不会受到限制。武汉理工大学毕业设计（论文）11除此之外，规范以及法规中，对船长大于150M的散货船有诸多特殊规定，如所用建造材料等级升高和强度需要进行更为详细的计算等增加建造成本的不利经济性因素。故，本船LPP149M。414船宽的初估1根据母型船换算公式BB00/13（式46）计算得到船宽B2319M2根据统计公式B00734L1137（式47）计算得到船宽B2172M综合分析较大的船宽会造成快速性的损失，并且船宽过大将会可能导致初稳性高过大，横摇加剧。在规范中，散货船船长船宽的比值L/B5的建议。母型船的载货量与设计船极为接近，考虑本船的舱容需求，母型船的参考价值更好。故，取本船船宽B23M。415吃水的初估1根据母型船换算公式DD0（0）13（式48）计算得到吃水D926M2根据统计公式D00441L1051（式49）计算得到吃水D846M综合分析根据查阅的资料显示，船舶型宽吃水比B/D范围在25左右较为合理。通过调查得知本船设定运营时经过的航道水深10米以上，停靠的港口泊位水深达10M。故本船吃水D93M。本船B/D247。416型深的初估1根据母型船换算公式武汉理工大学毕业设计（论文）12DD0（0）13（式410）计算得到型深D1294M2从干舷考虑可采用下式换算DD0DD0（式411）计算得到型深D13M综合分析型深的选择除了要满足最小干舷，主要取决于舱容的需要。本船船型为散货船，需要较大舱容。根据规范，从船体强度考虑，散货船有L/D17；B/D25的建议。故，本船的型深取D13M。所以本船L/D1146；B/D177。417方形系数的初估母型船方形系数为0781根据计算公式CBBLD（式412）其中，1025（T/M3）计算得方形系数CB0782根据统计公式CB10911L01702B01587D00612VS00317（式413）计算得母型船方形系数CB0081078计算得设计船方形系数CB081综合分析散货船的方形系数在074081之间较为合理，方形系数取较大值有利于舱容，但对船舶的快速性不利。通过统计公式计算所得的母型船方形系数值比实船偏大，相比之下认为式412的计算值更为合理。故本船方形系数取CB078。42载重量分析421主、辅机的选择由于船舶设计初期设计资料有限的情况，一般采用海军系数法对船舶主机功率进行估算。根据表41型船资料和海军系数法武汉理工大学毕业设计（论文）13C2/33P（式414）计算得到海军系数C的取值范围在330413。再根据表42的型船详细资料,对应本船的海军系数取C34155。通过所取海军系数C34155，试航速度V126KN，排水量2564103T，以及本节海军系数法公式估算得到本船主机功率P5092KW。考虑一定的储备功率，选取主机功率大于5092KW的主机。初步选择主机为MANL32/44CR，其主要参数如下额定功率5600KW额定转速750R/MIN缸数10耗油率1785G/KWH重量58T台数1台外形尺寸860323594369辅机功率一般取为主机功率的10，本船采用MAN500SB型号的发电机组，其主要参数为额定功率500KW耗油率199G/KWH外形尺寸350015001770重量4500KG422载重量分项估算（1）人员及行李重量W1根据所查资料，人员定额为18人，人均重量按65KG/人，行李的重量按45KG/人；故，计算得到人员及行李重W1198T（2）食品及淡水重量W2W1自持力人员数定量（KGD人（式415）设计任务书中规定自持力为23D；人员数定额为18人；食品定量4KG/D人；淡水定量160KG/D人。故，计算得到食品淡水重W26790T。（3）燃油重量W3根据公式W3TG1P1G2P2K106（式416）其中，主机耗油率G11785G/KWH；主机功率P15600KW；辅机耗油率G2199G/KWH；辅机功率P2500KW；航行时间T以下式计算T自持力24（式417）故，计算得航行时间T552H武汉理工大学毕业设计（论文）14所以燃油重量W366737T。按照设计任务书中规定轻、重燃油28的比例。计算得到轻质油13348T，重质油53389T（4）滑油重量W4重量估算时，对于柴油机的滑油储备量可取为燃油储量的某一百分比，范围在25，且主机功率大的船取小值。本船取3。故，滑油重量W42002T（5）备品、供应品重量W5我国一般将船舶上的备用零部件和零星物品的重量纳入载重量当中，估算时取为空船重量的某一百分数，范围在051,本船取05。故，备品、供应品重量W52819T（6）载货量WC根据公式12345（式418）计算得到载货量WC1921534T43性能估算与校核431重力与浮力平衡（1）浮力排水量根据浮性方程KLBDCB（式419）计算所得排水量12563383T（2）重力排水量1船体钢料重量WH根据统计公式WH39KL2BCB071041200（式420）其中，K值通过下式计算K1075300L10015（式421）式421计算得到K899；故，船体钢料重量WH382148T。2船舶舾装重量WO根据统计公式WOKLB（式422）武汉理工大学毕业设计（论文）15其中，每米舾装重量K的值可根据常用舾装重量统计曲线查得K024计算得到船体舾装重量WO82248T。3船舶机电设备重量WM根据统计公式WMCMPD/0735505（式423）其中，主机额定功率MCRPD5600KW；本船设计选用的主机属中速主机，根据其功率大小选取CM6。计算得到船舶机电设备重量WM52354T。4空船重量LWLWWHWOWM裕度（式424）式424中，根据资料排水量裕度裕度取（WHWOWM）的6，故取本船的排水量裕度为裕度31005T。按式424计算得到空船重量LW547756T。参考统计资料这类货船的出船体钢料和舾装重量与空船重量的比值分别在061068和015023之间。本船对应比值为068和015。因此，该估算结果属于合理范围。故，根据公式LWDW（式425）计算得到22547756T因为C212100（式426）计算得到差值比C061，故浮力与重力可认为平衡。432舱容估算及校核1满足要求载货量所需要的货舱舱容VC可按下式计算VCWCCKC（式427）其中，载货量WC1921534T；货物积载因数C由设计任务书规定不小于14；容积折扣系数KC根据资料推荐值取0985。故，估算出所需货舱舱容VC2731114M3。2本船可提供货舱舱容VTC可按下式估算VTCLCACKC（式428）武汉理工大学毕业设计（论文）16其中，货舱长度LC按下式估算LCLPPLALFLM（式429）式429中，艉尖舱LA约为005LPP，取LA8M；艏尖舱LF约为008LPP，取LF12M；机舱长度LM根据公式LM150607PMCR103（式430）按式430计算得到机舱长度LM1817M，取为20M。按式429计算得货舱长度LC10900M。船中处货舱横剖面积AC可按下式估算ACBDHD（式431）式431中，双层底高度HD按照规范要求如要求设置双层底，其内底应延伸至船舶两侧，以保护船底至舭部弯曲部位。双层底自龙骨线量起的垂直距离H应不小于B/20，且不得小于760MM，但不必大于2000MM。本船B/20115。在船体中纵剖面处应设置中桁材。中桁材的高度应满足不小于按下式计算所得的双层底计算高度H0（MM）H025B42D300（式432）按式432计算得出H012656MM。本船取货舱段双层底高度HD14M。按式431计算出本船船中处横剖面积AC2668M2。考虑舷弧、梁拱、舱口围板内体积及型线首尾收缩等影响的系数KC取095。因此，根据式428计算得出本船能提供的货舱舱容VTC2735087M3。因为VTCVC,且根据公式CVTCVCVTC100（式433）计算得到差值比C014，故可认为货舱舱容满足要求。433初稳性估算及校核表42型船资料中，母型船的空载重心高度ZG0915M，根据母型船换算公式估算本船空船重心高度ZGZGDZG0/D0（式434）计算得出ZG915M再根据下式估算出本船的满载重心高度ZGZGZGLWDW,DHD/2HD/（式435）计算得出ZG761M武汉理工大学毕业设计（论文）17初稳性高估算公式GMA1DA2B2DZG（式436）计算得出初稳性高GM196M根据资料显示，这一类型散货船出稳性高与船宽的比值GM/B的范围在00680110。本船的GM/B0085,故可认为初稳性高满足要求。434横摇周期法规中的完整稳性规则，横摇周期按下式估算T058FB24ZG2GM（式437）其中，由于本船B/D2479S，故可认为横摇周期满足要求。435快速性校核1根据统计公式V242LPP017273B022589D006644CB041631PD0736/0205N001033（式438）其中，螺旋桨收到功率P考虑离合装置、减速箱等效率损失，取为主机功率的95；螺旋桨转速N参考母型船资料取为110R/MIN。故，计算得试航速度VS1538KN考虑该公式存在的误差范围，先通过该公式计算母型船的误差值为型船1V1318KN型船2V2173KN故，将试航速度VS按下式修正VSVSV1V22（式439）修正试航速度为VS1292126KN。2瓦特生公式校核主机功率P233040604001212115000181（式440）其中，螺旋桨转速N110R/MIN；武汉理工大学毕业设计（论文）18K值按下式计算K168（式441）根据傅汝德数FN的计算公式GL式中G98M/S2（式442）所以得出母型船FN00161，K0105；设计船FN0170，K106。式440中的系数C根据表42中母型船的排水量、航速、主机功率、螺旋桨转速以及船长修正为C1253故，本船的主机功率为P5191KW808080极限静倾角M度403140434973493230对应复原力臂L30M0931310181244623422最小倾覆力矩LQM0278203095150181431694风压力臂计算941受风面积计算（1）满实面积计算根据法规规定，满实面积包括船体、舷墙、上层建筑、甲板室、桅室、甲板机械、桅杆、吊杆、起重柱、烟囱、大型通风筒、救生艇和救生筏等在船舶中纵剖面上的侧投影武汉理工大学毕业设计（论文）68面积；对预定装载甲板货（如木材、集装箱等）的船舶，尚应计入此甲板货的侧投影面积。对于独立的圆剖面物体，如烟囱、通风筒、桅杆等，应乘以流线型系数06。故，本船满实面积情况统计于表911中表911满实面积情况项目面积/M2流线型系数有效面积/M2对基线形心高/M对基线距/M3上层建筑20331203301769359536首楼47614760147870329舷墙32813280173056731舱口围板98198001384135642舱口盖42814280148363481烟囱479062874227965498前桅杆380622821754959后桅杆10306618303818773通风筒310618625474737救生艇61600210212611570615706011176373605902159020111165541712623112623088811206701259311259308891119266（注表911中为满载出港时，水线至上甲板边线的面积；为满载进港时，水线至上甲板边线的面积；为压载出港时，水线至上甲板边线的面积；为压载进港时，水线至上甲板边线的面积）现将本船满载出港、满载到港、压载出港及压载到港四种状态的满实面积计算结果的列于表912中表912满实面积计算结果项目满载出港满载到港压载出港压载到港满实面积/M2104016105976173186172886对基线距/M31429657144771419129671911563对基线形心高/M1374136611051106（2）非满实面积武汉理工大学毕业设计（论文）69按照法规规定，非满实面积包括索具、栏杆、格栅形桁架、天线及零星小物体等在船舶中纵剖面上的侧投影面积。计算非满实面积时，散货船取所核算基本装载情况中最小吃水时满实面积的3，而面积静力矩取6。本船最小吃水情况为压载出港状态。故，本船的非满实面积情况列于表913中913非满实面积情况非满实面积/M2对基线形心高/M对基线距/M351962209114778942风压力臂计算根据法规，本船的风压力臂按下式计算9810式92式中，P为单位计算风压，PA；AF为船舶受风面积，M2；Z为计算风力作用力臂，M；为所核算装载情况下船舶排水量，T。根据式92的计算方法，列表914计算风压力臂表914风压力臂计算项目公式及符号单位满载出港满载到港压载出港压载到港排水量T2558558251922412037221208038吃水DM930917464466满实面积A1M2104016105976173186172886非满实面积A2M5196519651965196受风面积AFAFA1A2M2109212111172178382178082A1对基线的静矩M1M31429657144771419129671911563A2对基线的静矩M2M3114778114778114778114778武汉理工大学毕业设计（论文）70续表914风压力臂计算AF对基线的静矩MFM1M2M31544435156249220277452026341受风面积形心距基线高HHMF/AFM13456136131766717654计算风力作用力臂ZZHDM415644431302712994单位计算风压P查表PA6532466472736736风压力臂LFM001200130145014495稳性总结经过本章的详细计算，现将全部稳性计算结果与校核结果列于表915中表915稳性计算及校核结果项目符号单位满载出港满载到港压载出港压载到港要求排水量T2558558251922412037221208038吃水DM93917464466首吃水DFM902910415418尾吃水DAM956924520520重心纵向坐标XGM243301222227重心垂向坐标ZG度79777667687进水角J度326333618617横摇周期TS12291188846873实际初稳性高GMM17118245426015稳性消失角V度7827808080极限静倾角M度40314043497349323030处复原力臂L30M093131018124462342202最小倾覆力矩LQM02782030951501814316武汉理工大学毕业设计（论文）71续表915稳性计算及校核结果风压力臂LFM00118001330144801437稳性衡准数K2355233010379961校核结果满足要求满足要求满足要求满足要求通过表915校核结果，本船满载出港、满载到港、压载出港以及压载到港四种状态下（1）本船经自由液面修正初稳性高均大过015M，符合稳性要求；（2）本船极限静倾角均大过30，符合稳性要求；（3）本船30处复原力臂值均大于02M，符合稳性要求；（4）本船稳性衡准数均大于1，符合稳性要求。武汉理工大学毕业设计（论文）72第十章吨位丈量101总吨位计量根据法规规定，船长大于24M船舶，其总吨位GT应按下式计算GTK112（式101）式中K1为系数，查得；K102927V1为主甲板以下所有围蔽处所的型容积，M3；V2为主甲板以上所有围蔽处所的型容积，M3；1011主甲板以下的型容积V11本船采用邦金曲线，计算得到甲板边线以下围蔽处的容积V13642640M3。2梁拱容积V2按式102计算V22BLA（式102）式中型宽B23M；上甲板长度L15461M；上甲板型深处水线面系数A093；梁拱高度取002B,故H046M计算得到梁拱容积V276062M33船首、尾垂线以外部分的容积V3按下式计算V323（式103）式中A为邦金曲线0站或末站的面积。本船0站面积A05863M2；20站面积A202421M2。L为船首垂线前或船尾垂线后部分的最大水平长度按型线图量计。本船20站之前的最大水平长L204691M；0站之后的最大水平长L03468M。计算得到，首、尾垂线以外部分容积V321126M3。故，本船主甲板以下围蔽处容积V1按下式计算V1123（式104）计算得到V13739828M3。武汉理工大学毕业设计（论文）731012主甲板以上的型容积V2根据总布置图可知，型容积V2包括尾楼甲板以下容积V1，救生甲板以下容积V2，船长甲板以下容积V3，驾驶甲板以下容积V4，罗经甲板以下容积V5，艏楼甲板以下容积V6以及舱口围板容积V7。其中，V1、V2、V3、V4、V5的值，通过CAD面域法直接求取；V6、V7通过MAXSURF软件直接计算得到。计算结果列于表101表101主甲板以上围蔽处容积V1/M3V2/M3V3/M3V4/M3V5/M3V6/M3V7/M31823415834332475631185774870163156800故，主甲板以下围蔽处容积V2按下式计算21234567（式105）计算得到V2589530M3所以，计算得到总吨位GT12672。102净吨位计量根据法规，净吨位按式106计算NT2（式106）式中GT按本章101节计量所得的总吨位；K2查表得到056故，计算得到NT7096。武汉理工大学毕业设计（论文）74第十一章干舷计算111基本干舷F0根据法规，基本干舷F0按下式计算01（式111）式中系数K按照B型船舶附录查得K2266；计算型深D113M计算得到F029458MM。112方形系数修正值F1根据法规，方形系数修正值F1按下式计算1060068（式112）式中F0为本章111节计算所得基本干舷值29458MM；CB为本船的方形系数078。计算得到F117675MM。113干舷甲板凹槽修正值F2根据本船的总布置情况，本船甲板无凹槽的结构。故F20。114封闭上层建筑修正值F3根据法规要求，满足封闭上层建筑定义的条件为（A）结构坚固的封闭舱壁；（B）上层建筑侧壁或端部的所有其他开口设有有效的风雨密关闭装置；（C）桥楼或尾楼不应视为封闭的，除非当端壁开口封闭时，有通道供船员随时自全通的最上层露天甲板或更高甲板上的任何一处用其他方式前往这些上层建筑内的机器处所和其他工作处所。根据本船的总布置情况，符合上诉要求的仅有首楼及尾楼，它们的有效长度分别为13786M，266M。根据法规，封闭上层建筑修正值F3按下式计算3C804L（式113）式中按式114计算得系数C0343武汉理工大学毕业设计（论文）75C1（式114）在式114中，封闭上层建筑的总有效长度E40386M；本章船长定义为量自龙骨板上缘的最小型深85处水线总长的96，或沿该水线从首柱前缘至舵杆中心的长度，取大者，本船量取L14959M。故，封闭上层建筑修正值F32326MM。115非标准舷弧修正值F4本船设首舷弧，不设尾舷弧。通过总布置图可用CAD面域法，直接量取本船实际首舷弧面积A432M2。根据法规，船长L14959M的船舶，其标准首舷弧面积A7504M2。非标准舷弧修正值F4根据下式计算4500（A）15（式115）式中封闭上层建筑总长度L4784M；计算得到F42790MM。116夏季干舷F根据法规，夏季干舷F按下式计算F01234（式116）依据本章111115节计算结果，可得夏季干舷F31689MM。通过量取可知，本船由设计水线量起，至上甲板边线干舷值F实际3700MM，F实际F。故，本船的干舷满足法规要求。117最小船首高最小船首高已在本篇第五章36节计算得到为4735M。本船实际船首高度为6900M，远大于计算所得值，故满足要求。武汉理工大学毕业设计（论文）76第十二章总结历时三个多月的毕业设计即将结束。在这三个月的时间里，尽管很辛苦，但是过得很充实。对于即将大学毕业的我，不想辜毕业设计这一堂课。我从刚开始的无从下手，到现在的沉甸甸收获，我感觉船舶与海洋工程真是一门非常严谨的学科在大二、大三我们零星地学习各门专业课知识，对整个船舶设计没有总体的把握，所以总感觉没有学到什么东西。通过这次的毕业设计，我们将这些知识都串联了起来，将船舶设计的整个过程都走了一遍，充分体会了之前所学到的船舶知识，认识到以前学过的知识都很重要。另外，这次毕业设计也是一个查缺补漏的过程。通过本次毕业设计，我将以前没有弄清楚的知识，或是现在已经遗忘的知识又熟悉了一遍，收益颇多。第一我认为通过本次的毕业设计，收获最多的应该是对于法规和规范的应用了。之前的学习中，我们大多只注意了课本上提及的内容，而忽视了更多的设计必要条件。这次的设计，我学习到更多书上没有的设计经验，这将对毕业后的工作打下一个坚实基础。第二我更加熟悉了AUTOCAD的运用，探索出了很多以前未发现的功能，使用EXCEL表格进行计算的能力明显增强，它们都是本专业不可或缺的工具；第三精益求精的精神。船舶设计是一项极其复杂的工程，有些工作相当繁琐。本次毕业设计也是一样，我们的任务很重，工作量相当大，但我们不能因此而降低要求，对于一些数据粗制滥造，相反，我们应该本着精益求精的精神，认真做好每一项工作，这也是我们以后的学习和工作所需要的。总之，我感觉经过本次的毕业设计，自己的能力得到了一次升华，明白了要认真做好一件事不容易，也清楚了以后想在本行业立足所要努力的方向。武汉理工大学毕业设计（论文）77参考文献1钢质海船入级规范2015中国船级社；人民交通出版社。2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2011中华人民共和国海事局人民交通出版社。3顾敏童船舶设计原理上海交通大学出版社2001。4盛振邦刘应中船舶原理上海交通大学出版社2003。5于洪亮黄连中船舶动力装置大连海事大学出版社200612。6金仲达船舶概论哈尔滨工程大学出版社2002。7王肇庚龚昌奇运输船舶设备与系统人民交通出版社20012。8龚昌奇刘益清谢玲玲船体结构与制图国防工业出版社20136。10蔡厚平船舶设计基础哈尔滨工程大学出版社20069。11龚昌奇傅德生船舶造型人民交通出版社19993。12刁玉峰船舶设备与系统哈尔滨工程大学出版社201612。13船舶设计实用手册中国船舶工业集团公司等国防工业出版社20138。14APAPANIKOLAOUHOLISTICSHIPDESIGNOPTIMIZATION2012,42111028104415RGKEANE,LDESCHAMPS,SMAGUIREREDUCINGDETAILDESIGNANDCONSTRUCTIONWORKCONTENTBYCOSTEFFECTIVEDECISIONSINEARLYSTAGENAVALSHIPDESIGN201516FMISTREE,WFSMITHRESEARCHGATENET17MYEONGJOSONTAEWANKIMIMPLEMENTATIONOFANEXECUTABLEBUSINESSPROCESSMANAGEMENTMODELFORTHESHIPHULLPRODUCTIONDESIGNPROCESSJMARSCITECHNOL201418HUANG,TD,HARBISON,MICHAEL,KVIDAHL,LEEREDUCTIONOFOVERWELDINGANDDISTORTIONFORNAVALSURFACECOMBATANTS,PART1OPTIMIZEDWELDSIZINGFORLIGHTWEIGHTSHIPSTRUCTURESJOURNALOFSHIPPRODUCTIONANDDESIGN，2014武汉理工大学毕业设计（论文）78附录1静水力计算结果HYDROSTATICSUNTITLED1STABILITY20000159,BUILD59MODELFILECUSERSFUQICHAODESKTOPNO3UNTITLED1MEDIUMPRECISION,69SECTIONS,TRIMMINGON,SKINTHICKNESSNOTAPPLIEDLONGDATUMMSVERTDATUMBASELINEANALYSISTOLERANCEIDEALWORSTCASEDISP0010000100TRIMLCGTCG00100