船舶總體要素演示文稿

船舶總體要素演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有53頁\編輯于星期五（優(yōu)選）船舶總體要素現(xiàn)在是2頁\一共有53頁\編輯于星期五二、載重量所謂載重量是指民用船舶所允許裝載的最大重量，包括載貨量、人員（旅客和船員）及其行李、食品、淡水、燃料、潤滑油、爐水、備品和供應(yīng)品等的重量。通常載重量以DW表示，單位是t。船舶載重量DW

＝船滿載排水量△－空船重量LW。載重量系數(shù)dw=DW/△＝１－LW/△dw大表示經(jīng)濟(jì)性好。通常，載貨用的船常用來初估新船的排水量△，而載客用的船不用來初估新船的排水量△?，F(xiàn)在是3頁\一共有53頁\編輯于星期五三、重量方程式和浮性方程式

重量方程式現(xiàn)在是4頁\一共有53頁\編輯于星期五浮力方程式——水的密度，t/m3,海水的密度1.025t/m3,淡水的密度1.0t/m3,——該裝載情況的型排水體積，m3。不包括外板厚度及附體（舵、螺旋槳、軸支架、舭龍骨等）。k——附體體積系數(shù)，通常為：1.004——1.01?？紤]外板厚度及附體（舵、螺旋槳、軸支架、舭龍骨等）在內(nèi)。小船取大值，大船取小值。L、B、T、Cb——船長（即Lpp）、型寬、吃水及方形系數(shù)。根據(jù)浮力和重量相等，可得浮性方程式：現(xiàn)在是5頁\一共有53頁\編輯于星期五四、民船典型載況

船舶在營運(yùn)及航行過程中，其載重量(如貨物、旅客及行李；油、水)是變化的，隨著載重量的變化，船的排水量及其浮心和重心的位置也不同，因而船的各種技術(shù)性能也就不同；為了掌握船舶在營運(yùn)過程中的技術(shù)狀況，須取若干種典型載況加以研究。

民船通用的典型載況是空載和滿載，相應(yīng)的典型排水量為空船排水量和滿載排水量。1．空船排水量

空船排水量系指新船竣工交船時(shí)的排水量，即空船排水量≈LW，此時(shí)，動(dòng)力裝置管系中有可供主機(jī)動(dòng)車的油和水，這部分油水重量包含在機(jī)電設(shè)備重量內(nèi)，相應(yīng)的機(jī)電設(shè)備重量稱為濕重，但不包括航行所需要的燃油、滑油和爐水儲(chǔ)備及其他載重?，F(xiàn)在是6頁\一共有53頁\編輯于星期五２．滿載排水量

船舶裝載了預(yù)定的全部載重量的載況稱為滿載，相應(yīng)的排水量即為滿載排水量，如重量估算準(zhǔn)確，則滿載時(shí)船舶吃水等于設(shè)計(jì)吃水。因此，滿載排水量也稱為設(shè)計(jì)排水量；民船通常似滿載載況作為設(shè)計(jì)狀態(tài)，是決定船舶主要要素的基礎(chǔ)。

對(duì)于貨船，設(shè)計(jì)中通常取四種典型載況，即

滿載出港—設(shè)計(jì)狀態(tài)；

滿載到港—這時(shí)的油水等重量，規(guī)定為設(shè)計(jì)狀態(tài)時(shí)油水儲(chǔ)備量的10％(不包括滑油)；

空載出港—船上不載運(yùn)旅客與貨物，但油水儲(chǔ)備量為設(shè)計(jì)狀態(tài)的100％；

空載到港—船上不載運(yùn)旅客與貨物，而油水等為其總儲(chǔ)備量的10％。

對(duì)于客貨船，除卜述載況外，通常還要核算滿客無貨出、到港載況，有時(shí)還要加算航行中途載況。

現(xiàn)在是7頁\一共有53頁\編輯于星期五五、空船重量和重心計(jì)算1、精確計(jì)算按結(jié)構(gòu)圖一塊板一塊板的累加計(jì)算2、估算方法分部分、、分組地估算。①船體鋼料部分：有立方模數(shù)法、平方模數(shù)法、修差法②木作舾裝部分：有立方模數(shù)法、平方模數(shù)法、百分?jǐn)?shù)法③機(jī)電設(shè)備部分：按主機(jī)功率法、逐項(xiàng)比較法3、排水量裕度①LW的2∽5%②分別加在各部分現(xiàn)在是8頁\一共有53頁\編輯于星期五六、船舶貨物的積載因數(shù)μc

貨物的積載因數(shù)，是指每噸貨物裝船時(shí)所占據(jù)的貨艙容積，以μc(m3／t)表示。貨物的積載因數(shù)隨貨物的種類、產(chǎn)地及裝運(yùn)方式的不同而異，如鐵礦石散裝運(yùn)輸時(shí)，其積載因數(shù)μc＝0．33～0．45；而小麥散裝運(yùn)輸時(shí)，μc＝1．22～1．34，袋裝運(yùn)輸時(shí)，μc＝1．34～1．45；表3-1列舉了部分常見貨物的積載因數(shù)。

積載因數(shù)小的貨物，如鐵礦石、鋼材和砂等，習(xí)慣稱為重貨，重貨對(duì)船舶艙容要求低；積載因數(shù)大的貨物，如棉紗、黃麻和布匹等為輕質(zhì)貨，輕質(zhì)貨對(duì)船舶艙容要求高。因此，積載因數(shù)是貨物對(duì)貨艙艙容要求高低的一個(gè)重要數(shù)據(jù)，在貨船的設(shè)計(jì)任務(wù)書中如果沒有給定要求的貨艙艙容，則必須等效地給出貨物積載因數(shù)。

現(xiàn)在是9頁\一共有53頁\編輯于星期五現(xiàn)在是10頁\一共有53頁\編輯于星期五現(xiàn)在是11頁\一共有53頁\編輯于星期五七、船舶的噸位船舶的噸位是表示船舶容積的單位，又稱注冊(cè)噸，是各海運(yùn)國家為船舶注冊(cè)而規(guī)定的一種以噸為計(jì)算和丈量的單位，以100英尺3或2.83米3為一注冊(cè)噸。容積噸又可分為容積總噸和容積凈噸兩種。1．容積總噸（GrossRegisteredTonnage，縮寫為GT）又稱注冊(cè)總噸，原先是指船艙內(nèi)及甲板上所有關(guān)閉的場所的內(nèi)部空間（或體積）的總和，是以100立方英尺或2.83立方米為一噸折合所得的商數(shù)。

現(xiàn)在“國際船舶噸位丈量公約”規(guī)定：GT=K1V式中，K1=0.2+0.02?lgV容積總噸的用途很廣，它可以用于國家對(duì)商船隊(duì)的統(tǒng)計(jì)；表明船舶的大??；用于船舶登記；用于政府確定對(duì)航運(yùn)業(yè)的補(bǔ)貼或造船津貼：用于計(jì)算保險(xiǎn)費(fèi)用、造船費(fèi)用以及船舶的賠償?shù)?。因此，現(xiàn)在世界上有兩種噸位計(jì)算方法：①國際船舶噸位丈量公約計(jì)算方法。②巴拿馬運(yùn)河、蘇伊士運(yùn)河計(jì)算方法。現(xiàn)在是12頁\一共有53頁\編輯于星期五2，容積凈噸（NetRegisteredTonnage，縮寫為NT）又稱注冊(cè)凈噸，是指從容積總噸中扣除那些不供營業(yè)用的空間厲所剩余的噸位，也就是船舶可以用來裝載貨物的容積折合成的噸數(shù)。容積凈噸主要用于船舶的報(bào)關(guān)、結(jié)關(guān)；作為船舶向港口交納的各種稅收和費(fèi)用的依據(jù)；作為船舶通過運(yùn)河時(shí)交納運(yùn)河費(fèi)的依據(jù)。3.V的計(jì)算①圍蔽處所——由船殼、固定的或可移動(dòng)的隔壁或艙壁，甲板或蓋板所圍成的處所。②免除處所——在計(jì)算船舶登記噸位時(shí)，允許扣除圍蔽處所之開敞部分。現(xiàn)在是13頁\一共有53頁\編輯于星期五一、船舶的主要剖面甲板線龍骨基線keelline艉stern艏bow中縱剖面設(shè)計(jì)水線面designedwaterlineplane

左port右starboard中橫剖面Midshipsectionplane

§2船舶的主要尺度及船型系數(shù)現(xiàn)在是14頁\一共有53頁\編輯于星期五二、船舶主要尺度舷墻頂線bulwark

甲板邊線設(shè)計(jì)水線龍骨線基線甲板

設(shè)計(jì)水線外板龍骨板基線尾垂線AP首垂線FP梁拱舭部現(xiàn)在是15頁\一共有53頁\編輯于星期五舭部升高Ｋ行板舭部半徑現(xiàn)在是16頁\一共有53頁\編輯于星期五１、船長（１）總長Loa：船體型表面首端至尾端的最大水平距離。（２）垂線間長Lpp：首垂線與尾垂線之間的水平距離。首垂線：指通過設(shè)計(jì)水線與首輪廓線的交點(diǎn)所作的垂線。尾垂線：指通過設(shè)計(jì)水線與舵柱后緣的交點(diǎn)所作的垂線。（３）設(shè)計(jì)水線長Lwl：設(shè)計(jì)水線與首、尾輪廓線交點(diǎn)之間的水平距離。2、型寬船在設(shè)計(jì)水線處的最大寬度，用B表示。3、型深在船長中點(diǎn)處，自基線至上甲板邊線的垂直距離，用D表示。4、吃水從龍骨基線到滿載水線的垂直距離，用Ｔ表示。當(dāng)船舶縱傾時(shí)，取首吃水（沿首垂線量取的吃水）和尾吃水（沿尾垂線量取的吃水）的平均值。（１）設(shè)計(jì)吃水——設(shè)計(jì)船舶時(shí)取定的吃水，一般是滿載吃水?，F(xiàn)在是17頁\一共有53頁\編輯于星期五（２）結(jié)構(gòu)吃水Ts——船舶結(jié)構(gòu)允許的吃水，一般大于設(shè)計(jì)吃水。5、干舷沿中橫剖面船側(cè)從設(shè)計(jì)水線到甲板邊板頂面邊緣的垂直距離，等于型深和吃水的差值加上甲板厚度。用Ｆ表示。三、主要尺度比值１、長寬比L/B

表示船的窄長程度，主要影響快速性。２、寬度吃水比B/T

表示船水下部分扁平程度，主要影響穩(wěn)性。３、型深吃水比D/T

表示船水上部分與水下部分比值，主要影響抗沉性。４、長度吃水比L/T

表示船水下側(cè)面形狀，主要影響操縱性。５、長深比L/D

表示主船體側(cè)面形狀，主要影響總強(qiáng)度性。現(xiàn)在是18頁\一共有53頁\編輯于星期五四、船型系數(shù)表示船體水下形狀肥瘦程度的無因次系數(shù)，與船舶航行性能有密切關(guān)系。１、水線面系數(shù)Ｃw反映設(shè)計(jì)水線面兩端的瘦削程度。２、中橫剖面系數(shù)Cm反映中橫剖面的飽滿程度。T現(xiàn)在是19頁\一共有53頁\編輯于星期五３、方型系數(shù)Cb表示水下部分總的肥瘦程度。４、縱向棱型系數(shù)Cp反映船體水下部分的體積沿船長的分布情況。TT現(xiàn)在是20頁\一共有53頁\編輯于星期五5、垂向棱型系數(shù)Cvp反映船體水下部分的體積沿垂向的分布情況?，F(xiàn)在是21頁\一共有53頁\編輯于星期五現(xiàn)在是22頁\一共有53頁\編輯于星期五現(xiàn)在是23頁\一共有53頁\編輯于星期五五、主要尺度和船型系數(shù)的計(jì)算１、某軍艦長L=92.0m,艦寬B=9.1m,吃水T=2.9m,中橫剖面系數(shù)Cm=0.814,方型系數(shù)Cb=0.468，求(a)排水體積(b)中橫剖面面積AM(c)縱向棱型系數(shù)Cp解：２、已知某巡邏艇的平均吃水T=2.05m,長寬比L/B=6.7,船寬吃水比B/T=2.46,方型系數(shù)Cb=0.53，求排水體積。解：現(xiàn)在是24頁\一共有53頁\編輯于星期五六、主要尺度和船型系數(shù)的關(guān)系１、縱向棱型系數(shù)Cp與船速的關(guān)系２、方型系數(shù)Cb與中橫剖面系數(shù)Cm的關(guān)系３、浮心縱向位置與縱向棱型系數(shù)Cp的關(guān)系現(xiàn)在是25頁\一共有53頁\編輯于星期五§3船體型線一、船舶的三個(gè)基準(zhǔn)投影面

基平面baseplanemidshipplanecenterplane中線面中站面現(xiàn)在是26頁\一共有53頁\編輯于星期五二、型線圖的三視圖為減小船舶航行時(shí)的阻力，船體的表面一般都呈流線型的不規(guī)則光滑曲面，稱為船體線型。船體線型用型線圖來表示。型線圖是在三個(gè)相互垂直的投影面上，以船體外型表面的截交線、投影線和外廓線表示船體外型的圖樣?，F(xiàn)在是27頁\一共有53頁\編輯于星期五型線圖上所表示的船體形狀包括外板型表面的形狀和甲板型表面的的形狀。型線圖的視圖是由縱剖線圖、橫剖線圖和半寬水線圖三個(gè)視圖所組成?，F(xiàn)在是28頁\一共有53頁\編輯于星期五Bodyplan橫剖型線圖現(xiàn)在是29頁\一共有53頁\編輯于星期五Profileorsheerplan縱剖線圖現(xiàn)在是30頁\一共有53頁\編輯于星期五

Waterlinesplan水線圖現(xiàn)在是31頁\一共有53頁\編輯于星期五

型值表Offsetstable現(xiàn)在是32頁\一共有53頁\編輯于星期五

型值表Offsetstable現(xiàn)在是33頁\一共有53頁\編輯于星期五現(xiàn)在是34頁\一共有53頁\編輯于星期五三、船體型線圖的名詞：型表面——不包括附體的船體外形的設(shè)計(jì)表面。對(duì)金屬船體系指外板的內(nèi)表面；對(duì)木船、水泥船則指船體的外表面。甲板邊線——甲板型表面在舷邊的曲線。

甲板中線——甲板型表面與中線面的交線。

舷弧——甲板邊線的縱向曲度。首垂線——通過設(shè)計(jì)水線與首柱前緣的交點(diǎn)所作的垂線。尾垂線——一般在舵柱后緣，若無舵柱則取舵軸的中心線。首舷弧——首垂線處甲板邊線比船舯處的甲板邊線高出的距離。尾舷弧——尾垂線處甲板邊線比船舯處的甲板邊線高出的距離。脊弧——甲板中線的縱向曲度。龍骨線——船體型表面的底部與中線面的交線現(xiàn)在是35頁\一共有53頁\編輯于星期五首部尾部現(xiàn)在是36頁\一共有53頁\編輯于星期五四、船體型線設(shè)計(jì)船體型線是船舶的全局性設(shè)計(jì)項(xiàng)目之一，型線設(shè)計(jì)是船舶總體設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容；船體型線的好壞對(duì)船舶的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能有重大的影響。型線設(shè)計(jì)的內(nèi)容通常是指船體型線特征參數(shù)的選擇和生成型線圖的方法。

主尺度確定之后，型線設(shè)計(jì)常與總布置設(shè)計(jì)配合進(jìn)行，并且要與總布置的要求互相協(xié)調(diào)；重要船舶產(chǎn)品的型線常通過船模試驗(yàn)來加以確定。船體型線圖是后續(xù)的性能計(jì)算、艙室布置、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模型試驗(yàn)和生產(chǎn)放樣、建造的依據(jù)，對(duì)型線設(shè)計(jì)必須予以極大的重視。

船舶主要要素只表示船舶的主要特征，而確定船舶形狀的則是船舶的型線。在進(jìn)行型線設(shè)汁時(shí)必須注意以下三個(gè)方面。

(1)保證設(shè)計(jì)船具有良好的航海性能

通常船體水下部分的型線沒計(jì)應(yīng)從船舶的穩(wěn)性、抗沉性、快速性、耐波性及操縱性等方面加以考慮；而穩(wěn)性、抗沉性和耐波性會(huì)影響到水上部分的外形尺寸?，F(xiàn)在是37頁\一共有53頁\編輯于星期五進(jìn)行型線設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該力求做到使船體水下和水上部分型線滿足幾何上的合理配合。除對(duì)耐波性有特別要求的船舶外，一般型線設(shè)計(jì)都把快速性放在首位來考慮。(2)滿足總布置要求

與總布置有關(guān)的甲板地位、船艙尺度、機(jī)艙和設(shè)備的布置、浮態(tài)調(diào)整等的要求都應(yīng)在型線設(shè)計(jì)中加以考慮。當(dāng)總布置與性能對(duì)型線的要求發(fā)生矛盾時(shí)，往往以適當(dāng)?shù)亟档蛯?duì)某些性能的要求來滿足總布置的需要。

(3)考慮船體結(jié)構(gòu)的合理、簡易以及施工、維修的方便

船體形狀若過于復(fù)雜，不僅會(huì)增加船舶的建造工時(shí)和消耗材料，而且施工質(zhì)量不容易保證，同時(shí)還會(huì)影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；過長過淺的尾懸體影響尾部的強(qiáng)度和剛度；外飄過度、底部平坦的船首增加波浪的沖擊和船底的抨擊；上翹過大的首尾龍骨影響進(jìn)塢擱墩和強(qiáng)度等。從工藝性出發(fā)，船體表面應(yīng)盡可能地采用可展曲面和簡易線形，以降低造價(jià)，但這又會(huì)對(duì)船舶的快速性帶來不利影響。所以在型線設(shè)計(jì)中需要根據(jù)具體情況加以權(quán)衡，綜合考慮。

現(xiàn)在是38頁\一共有53頁\編輯于星期五設(shè)計(jì)船的排水量和主尺度決定之后，型線設(shè)計(jì)時(shí)需要選取的船體主要形狀特征和參數(shù)主要有：橫剖面面積曲線的形狀和參數(shù)、設(shè)計(jì)水線的形狀和參數(shù)、橫剖線的形狀和參數(shù)、側(cè)面輪廓線的形狀等。這些形狀特征和參數(shù)不僅與船舶的性能有關(guān)，而且在幾何上有其內(nèi)在的聯(lián)系。沒計(jì)時(shí)必須密切注意，做到配合協(xié)調(diào)。

設(shè)計(jì)型線，繪制型線圖的方法歸納起來有：手工繪制法、系列型線、改造母型法和數(shù)學(xué)型線等。無論用哪種方法，都必須掌握船體主要形狀特征和參數(shù)對(duì)船舶性能、布置等的影響規(guī)律．以此作為設(shè)計(jì)型線的基礎(chǔ)。五、手工繪制法①先確定橫剖面面積曲線橫剖面面積曲線是設(shè)計(jì)船體型線的關(guān)鍵。橫削面面積曲線是以船長為橫向坐標(biāo)、設(shè)計(jì)水線下各橫剖面面積為豎向坐標(biāo)所繪制的曲線。其形狀如圖6-1所示。它能確切地表征浮力沿船長的分布，該曲線與型線是密切相關(guān)的?，F(xiàn)在是39頁\一共有53頁\編輯于星期五②按橫剖面面積曲線繪制各站的橫剖面形狀要保證縱向棱型系數(shù)和浮心縱向位置?，F(xiàn)在是40頁\一共有53頁\編輯于星期五六、系列船型①系列60②BSRA③SSPA④FORMDATA⑤沿?！伴L字”型客貨船到沿海5000t客貨船⑥長江系列船型七、改造母型法先確定性能優(yōu)良的母型船，取的其線型和型值表。再通過數(shù)學(xué)方法進(jìn)行變換，達(dá)到新的主尺度、浮心縱向位置和船型系數(shù)。這有許多方法。八、數(shù)學(xué)船型即用數(shù)學(xué)方法設(shè)計(jì)船型曲線或曲面。①兩步法：吃水函數(shù)法和縱向函數(shù)法。②一步法：直接設(shè)計(jì)船型曲面。九、船型光順判斷現(xiàn)在是41頁\一共有53頁\編輯于星期五

十、肋骨線型圖現(xiàn)在是42頁\一共有53頁\編輯于星期五

十一、雙尾鰭型線圖現(xiàn)在是43頁\一共有53頁\編輯于星期五

一、梯形法Trapezoidalmethod

§4船體型線面積的近似計(jì)算方法現(xiàn)在是44頁\一共有53頁\編輯于星期五

二、辛浦生法Simpsonmethod

現(xiàn)在是45頁\一共有53頁\編輯于星期五辛浦生法舉例１、球的體積２、圓錐的體積３、樹木體積計(jì)算現(xiàn)在是46頁\一共有53頁\編輯于星期五§5船舶數(shù)據(jù)的插值方法

一、直線插值（線性插值）yy2y1x2x

二、三次樣條插值１、木樣條和樣條插值x1現(xiàn)在是47頁\一共有53頁\編輯于星期五

2、三次樣條插值P1P2P3Pn-1Pn設(shè)有n個(gè)型值點(diǎn)Pi(xi,yi)i=1,2,3,…,n-,n過這n個(gè)點(diǎn)的3次樣條曲線方程為：y=S(x)S(x)在每個(gè)區(qū)間(Pi,Pi+1)上為3次多項(xiàng)式，可設(shè)：記：又：現(xiàn)在是48頁\一共有53頁\編輯于星期五從而可得：進(jìn)而可得：i=2,3,…,n-1再加上兩個(gè)邊界條件，就可解出bi(i=1,2,3,…,n-1,n)從而就得出每個(gè)區(qū)間(Pi,Pi+1)上的3次多項(xiàng)式?，F(xiàn)在是49頁\一共有53頁\編輯于星期五§6船舶總布置總布置是以滿足船東方所提出的使用要求和航行性能為依據(jù)，經(jīng)濟(jì)合理地確定設(shè)計(jì)船的整體布置工作。

總布置設(shè)計(jì)是船舶設(shè)計(jì)中極為重要的一環(huán)；總布置設(shè)計(jì)的好壞對(duì)船舶的使用效能與航行性能、經(jīng)濟(jì)性、安全性以及結(jié)構(gòu)工藝性都有直接的影響；總布置設(shè)計(jì)將會(huì)影響全局，是后續(xù)設(shè)計(jì)繪圖與計(jì)算工作的重要依據(jù)。

總布置的特點(diǎn)是涉及面廣、考慮因素多和實(shí)踐性強(qiáng)。總布置設(shè)計(jì)涉及到船、機(jī)、電三個(gè)方畫；考慮的因素包括船舶使用要求、航行性能與經(jīng)濟(jì)性；同時(shí)，總布置又因船舶類型、用途、航區(qū)條件等的不同可有很大差異。例如：客船上層建筑發(fā)達(dá)、外觀造型美、生活艙室與公共處所龐雜；而貨船則簡潔樸實(shí)，貨艙區(qū)長，顯出任重道遠(yuǎn)的風(fēng)貌；沿海客船與長江客船、南方客船與北方客船，彼此也各具一格。因此，進(jìn)