船体制图(结构部分).pptx
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1、L o g Company LogoCompany Logo本节内容本节内容船舶概论船舶概论1船体结构船体结构2船舶电网船舶电网3照明系统照明系统4L o g Company LogoCompany Logo本节内容本节内容甲板机械电力拖动控制原理甲板机械电力拖动控制原理5舵机电力拖动与控制的基本要求舵机电力拖动与控制的基本要求678L o g Company LogoCompany Logo船舶概论船舶概论v教学目的教学目的:使学生掌握船舶方面的基础知识,为后续船舶专:使学生掌握船舶方面的基础知识,为后续船舶专业课程的教学任务做铺垫。业课程的教学任务做铺垫。v教学内容教学内容船舶分类船舶分类
2、船体结构船体结构船舶性能船舶性能船舶设计建造概述船舶设计建造概述L o g Company LogoCompany Logo船舶分类船舶分类按航区分:海船和内河船。按航区分:海船和内河船。按推进动力分:风帆船,蒸汽机船,内燃机船和核动力按推进动力分:风帆船,蒸汽机船,内燃机船和核动力船。船。按推进器类型分:螺旋桨推进船,喷水推进船,空气螺按推进器类型分:螺旋桨推进船,喷水推进船,空气螺旋桨推进船和明轮船。旋桨推进船和明轮船。按建造材料分:钢船,木船,水泥船,铝合金船和玻璃按建造材料分:钢船,木船,水泥船,铝合金船和玻璃钢船。钢船。按航行状态分:排水型船、潜艇、滑行艇、水翼艇和气按航行状态分:排
3、水型船、潜艇、滑行艇、水翼艇和气垫船。垫船。L o g Company LogoCompany Logo船舶分类船舶分类 但通常但通常按船舶的用途分类按船舶的用途分类,大致可分为以及集中:,大致可分为以及集中:运输船运输船:客船、客货船、渡船、杂货船、集装箱船、散:客船、客货船、渡船、杂货船、集装箱船、散货船、滚装船、冷藏船、油船,液化气船等;货船、滚装船、冷藏船、油船,液化气船等;工程船工程船:挖泥船、起重船、破冰船、打桩船、浮船坞、:挖泥船、起重船、破冰船、打桩船、浮船坞、海洋开发船、钻井船、钻井平台等;海洋开发船、钻井船、钻井平台等;渔业船渔业船:网渔船、钓鱼船、渔业指导船、渔业调查船、
4、:网渔船、钓鱼船、渔业指导船、渔业调查船、渔业加工船、捕鲸船等;渔业加工船、捕鲸船等;L o g Company LogoCompany Logo船舶分类船舶分类 港务船港务船:拖船、引航船、消防船、供应船、交通船、助:拖船、引航船、消防船、供应船、交通船、助航工作船等;航工作船等;海洋调查船海洋调查船:海洋调查船、深潜器、航天测控船等;:海洋调查船、深潜器、航天测控船等;战斗舰艇战斗舰艇:航空母舰、巡洋舰、驱逐舰、护卫舰、登陆:航空母舰、巡洋舰、驱逐舰、护卫舰、登陆舰、潜艇、各种军用快艇等;舰、潜艇、各种军用快艇等;辅助舰艇辅助舰艇:补给舰、修理舰、训练舰、消磁舰、医院船;:补给舰、修理舰、
5、训练舰、消磁舰、医院船;L o g Company LogoCompany Logo船舶分类船舶分类v小结小结 船舶的分类多种多样,较为常规的分类方法是船舶的分类多种多样,较为常规的分类方法是按照用途按照用途分类分类。油船、集装箱船、散货船是最为常规的船型,也是占。油船、集装箱船、散货船是最为常规的船型,也是占世界造船总量前三的船型。世界造船总量前三的船型。此外,这里解释一下船、舰和艇的概念。此外,这里解释一下船、舰和艇的概念。船:通用词,多用于常规民用或者特殊用途的。船:通用词,多用于常规民用或者特殊用途的。舰:大型水面战斗船只。舰:大型水面战斗船只。艇:小型水面战斗船只、高速水面船和水下航
6、行类。艇:小型水面战斗船只、高速水面船和水下航行类。L o g Company LogoCompany Logo船舶分类船舶分类 右右侧侧为为散散货货船船左左侧侧上上为为VLCC,左左侧侧下下为为集集装装箱箱船船L o g Company LogoCompany Logo船舶分类船舶分类 本门课程所讲诉的内容对象为本门课程所讲诉的内容对象为水面排水型船舶水面排水型船舶。该类船为常。该类船为常规船型,其图纸具有典型性和代表性,也是今后大部分去船规船型,其图纸具有典型性和代表性,也是今后大部分去船厂和设计院工作同学所必须掌握的内容。厂和设计院工作同学所必须掌握的内容。L o g Company L
7、ogoCompany Logo船舶结构船舶结构 船舶作为一种工具,可以实现载客、载货和执行作战任务船舶作为一种工具,可以实现载客、载货和执行作战任务等。而船舶实现其功能的前提是要有安全作为保证。在诸多等。而船舶实现其功能的前提是要有安全作为保证。在诸多安全性因素中,结构安全性最为重要。从以往的海损事故来安全性因素中,结构安全性最为重要。从以往的海损事故来看,多数都是结构上出的问题,也正是如此,各国看,多数都是结构上出的问题,也正是如此,各国海事部门海事部门都相继出台了关于船舶结构安全的强制都相继出台了关于船舶结构安全的强制规范规范。为了增强船舶的结构强度,就需要增大船体结构的尺寸和船为了增强船
8、舶的结构强度,就需要增大船体结构的尺寸和船舶外板的厚度,但是,这显然与造船舶外板的厚度,但是,这显然与造船经济性经济性是矛盾的。是矛盾的。L o g Company LogoCompany Logo船舶结构船舶结构v船用材料船用材料 在船舶发展过程中,船体结构在其所用的材料、构件的连接在船舶发展过程中,船体结构在其所用的材料、构件的连接方法等方面,曾有几个重大的变革。方法等方面,曾有几个重大的变革。最早的船是独木舟结构最早的船是独木舟结构后来发展到用木板和梁材组合的结构;后来发展到用木板和梁材组合的结构;18世纪随着冶金工业、机械制造业的发展,开始出现铁世纪随着冶金工业、机械制造业的发展,开始
9、出现铁质和铁木混合结构的船舶。质和铁木混合结构的船舶。19世纪后半期,进一步开始采用低碳钢来造船,钢质结世纪后半期,进一步开始采用低碳钢来造船,钢质结构的船舶便逐渐替代了木船和铁木混合结构船,而钢材构的船舶便逐渐替代了木船和铁木混合结构船,而钢材便成为造船的主要材料。便成为造船的主要材料。近几十年来,随着船舶尺度的加大,开始采用高强度钢近几十年来,随着船舶尺度的加大,开始采用高强度钢造船,使结构构件尺寸减小,从而减轻了结构质量,钢造船,使结构构件尺寸减小,从而减轻了结构质量,钢材的应用使造船技术发生了一次飞跃。材的应用使造船技术发生了一次飞跃。L o g Company LogoCompany
10、 Logo船舶结构船舶结构v连接方法连接方法 按结构要求可分为坚固连接、按结构要求可分为坚固连接、紧密紧密连接、坚固紧密连接连接、坚固紧密连接和可拆卸连接。和可拆卸连接。前三种连接成为永久连接,使用中不拆卸,修理时要切前三种连接成为永久连接,使用中不拆卸,修理时要切割拆开。可拆卸连接主要用于舱口盖、人孔盖以及部分割拆开。可拆卸连接主要用于舱口盖、人孔盖以及部分结构模块中,这些构件配合密封圈和螺钉,实现坚固和结构模块中,这些构件配合密封圈和螺钉,实现坚固和紧密特性。紧密特性。坚固连接:保证船体的总强度和局部强度。坚固连接:保证船体的总强度和局部强度。紧密连接:紧密是水密、油密合气密的总称。紧密连
11、接:紧密是水密、油密合气密的总称。坚固紧密连接:外板,舱壁板,甲板板坚固紧密连接:外板,舱壁板,甲板板L o g Company LogoCompany Logo船舶结构船舶结构按结构连接元件可分为焊接、铆接和螺钉连接。按结构连接元件可分为焊接、铆接和螺钉连接。焊接:焊接:20世纪世纪40年代才得以广泛采用的造船连接方式,年代才得以广泛采用的造船连接方式,在此之前,造船工业在很长时间采用铆接方式,因此在此之前,造船工业在很长时间采用铆接方式,因此焊焊接连接方法接连接方法是是现代造船技术现代造船技术的重要标志。的重要标志。铆接:传统连接方式,目前已不太采用,但对于可焊性铆接:传统连接方式,目前已
12、不太采用,但对于可焊性较差的构件,仍采用铆接连接。此外,部分特殊结构采较差的构件,仍采用铆接连接。此外,部分特殊结构采用铆接连接来加强船体结构,例如,军舰甲板边板与舷用铆接连接来加强船体结构,例如,军舰甲板边板与舷顶列板之间的止裂器。顶列板之间的止裂器。L o g Company LogoCompany Logo船舶结构船舶结构螺钉连接:螺钉连接方法主要用于有可拆卸要求的构件螺钉连接:螺钉连接方法主要用于有可拆卸要求的构件连接上。模块化设计与建造的理念将进一步增强船体结连接上。模块化设计与建造的理念将进一步增强船体结构螺钉连接的使用范围。构螺钉连接的使用范围。L o g Company Log
13、oCompany Logo船舶结构船舶结构v连接形式连接形式 板材与板材的连接板材与板材的连接主要问题:根据板厚开坡口。主要问题:根据板厚开坡口。板材与型材的连接板材与型材的连接主要问题:型材穿过板材后的水密和坚固问题。主要问题:型材穿过板材后的水密和坚固问题。型材与型材的连接型材与型材的连接主要问题:主要问题:防止应力集中,采用防止应力集中,采用肘板肘板连接连接型材相交的间断问题。型材相交的间断问题。L o g Company LogoCompany Logo船舶结构船舶结构v船体的基本组成船体的基本组成 通常船体可大致分为主船体(通常船体可大致分为主船体(hull)和上层建筑)和上层建筑(
14、superstructure)两部分。)两部分。上层建筑:首楼(上层建筑:首楼(forecastle)、桥楼()、桥楼(bridge)、尾楼)、尾楼(poop)及甲板室()及甲板室(deck house)。)。主船体包括:船首(主船体包括:船首(stem)、船中()、船中(midship)和船尾)和船尾(stern););L o g Company LogoCompany Logo船舶结构船舶结构 主船体是船体结构的主要部分,是由船底(主船体是船体结构的主要部分,是由船底(ship bottom)、)、舷侧(舷侧(ship side)、上甲板()、上甲板(upper deck)围成的水密的)围
15、成的水密的空心结构。其内部空间又由水平布置的下甲板(空心结构。其内部空间又由水平布置的下甲板(lower deck)、沿船宽方向垂直布置的横舱壁()、沿船宽方向垂直布置的横舱壁(transverse bulkhead)和沿船长方向垂直布置的纵舱壁()和沿船长方向垂直布置的纵舱壁(longitudinal bulkhead)分隔成许多舱室。货船上通常有货舱、机舱、)分隔成许多舱室。货船上通常有货舱、机舱、首尖舱和尾尖舱等舱室。首、尾端的横舱壁也叫首尖舱舱壁首尖舱和尾尖舱等舱室。首、尾端的横舱壁也叫首尖舱舱壁(forepeak bulkhead)和尾尖舱舱壁()和尾尖舱舱壁(afterpeak b
16、ulkhead)。)。L o g Company LogoCompany Logo船舶结构船舶结构 图图 船体的基本构成船体的基本构成L o g Company LogoCompany Logo船舶结构船舶结构 图图 船体的基本构成船体的基本构成L o g Company LogoCompany Logo船舶结构船舶结构v板架结构板架结构 板架结构是纵横型材与板材组成的结构物,是船体结构板架结构是纵横型材与板材组成的结构物,是船体结构的基本组成。的基本组成。图图 板架结构板架结构L o g Company LogoCompany Logo船舶结构船舶结构 型材:也成为骨材,是船体强度承载的主要
17、构件。船体型材:也成为骨材,是船体强度承载的主要构件。船体结构上用到的主要型材包括结构上用到的主要型材包括T型材,球扁钢,其他型材包型材,球扁钢,其他型材包括扁钢,角钢等。括扁钢,角钢等。图图 船体结构中的板材与型材船体结构中的板材与型材L o g Company LogoCompany Logo船舶结构船舶结构 板材:承受一定的外载荷,如静水压力,波浪载荷等,板材:承受一定的外载荷,如静水压力,波浪载荷等,是船体结构水密构件。船体板大致可分为船底板,甲板是船体结构水密构件。船体板大致可分为船底板,甲板板,舷侧板,舱壁板。板,舷侧板,舱壁板。目前船体板材套料切割都采用数字化处理,厚板(一般目前
18、船体板材套料切割都采用数字化处理,厚板(一般厚度超过厚度超过50)还需要采用手工方式进行处理。)还需要采用手工方式进行处理。L o g Company LogoCompany Logo船舶结构船舶结构 船体板架结构按照位置可分为船底板架,舷侧板架,甲船体板架结构按照位置可分为船底板架,舷侧板架,甲板板架和舱壁板架。各位置板架由于承受载荷和作用不板板架和舱壁板架。各位置板架由于承受载荷和作用不同,其结构有很大不同。同,其结构有很大不同。板架结构按照纵横型材布置的疏密程度可分为纵骨架式板架结构按照纵横型材布置的疏密程度可分为纵骨架式和横骨架式。和横骨架式。L o g Company LogoCom
19、pany Logo船舶结构船舶结构 纵骨架式:数目多而间距小的骨材沿船长方向布置。其纵骨架式:数目多而间距小的骨材沿船长方向布置。其优点是多数骨材纵向布置,骨材参与船梁抵抗纵向弯曲优点是多数骨材纵向布置,骨材参与船梁抵抗纵向弯曲的有效面积,提高了船体的纵向抗弯能力,增加了船体的有效面积,提高了船体的纵向抗弯能力,增加了船体的总纵强度。并且由于纵向骨材布置较密,可以提高板的总纵强度。并且由于纵向骨材布置较密,可以提高板对总纵弯曲压缩力作用时的稳定性。因而相应地可以减对总纵弯曲压缩力作用时的稳定性。因而相应地可以减小板的厚度,减小结构质量。缺点是施工比较麻烦。对小板的厚度,减小结构质量。缺点是施工
20、比较麻烦。对总纵强度要求较高的军舰、大型油船及其它大型远洋货总纵强度要求较高的军舰、大型油船及其它大型远洋货船等采用此种结构型式。船等采用此种结构型式。L o g Company LogoCompany Logo船舶结构船舶结构 横骨架式:数目多而间距小的骨材沿船宽方向布置。其横骨架式:数目多而间距小的骨材沿船宽方向布置。其优点是多数量材横向布置,横向强度较好,施工比较方优点是多数量材横向布置,横向强度较好,施工比较方便,建造成本低。缺点是在同样受力情况下,外板和甲便,建造成本低。缺点是在同样受力情况下,外板和甲板的厚度比纵骨架式的大,结构质量较大。总纵强度要板的厚度比纵骨架式的大,结构质量较
21、大。总纵强度要求不高的一些小型船舶和内河船多为此种结构形式。求不高的一些小型船舶和内河船多为此种结构形式。L o g Company LogoCompany Logo船舶结构船舶结构v典型横剖面结构典型横剖面结构 杂货船:杂货船通常采用混合骨架式船体结构。在货舱杂货船:杂货船通常采用混合骨架式船体结构。在货舱区没有两层以上的甲板,底部为双层底结构。其中上甲区没有两层以上的甲板,底部为双层底结构。其中上甲板和双层底是纵骨架式结构,下甲板和舷侧是横骨架式板和双层底是纵骨架式结构,下甲板和舷侧是横骨架式结构。上甲板和下甲板上开有较大的货舱口,舱口角隅结构。上甲板和下甲板上开有较大的货舱口,舱口角隅或
22、舱口两端中心线处设有支柱,有的设置半纵舱壁或舱或舱口两端中心线处设有支柱,有的设置半纵舱壁或舱口悬臂梁。图所示为杂货船货舱区横剖面结构。口悬臂梁。图所示为杂货船货舱区横剖面结构。L o g Company LogoCompany Logo船舶结构船舶结构 图图 杂货船横剖面结构图杂货船横剖面结构图L o g Company LogoCompany Logo船舶结构船舶结构 散货船:散货船:散货船也是混合骨架式船体结构。只有一层全散货船也是混合骨架式船体结构。只有一层全通甲板,底部为双层底,甲板下面靠两舷有两个顶边,通甲板,底部为双层底,甲板下面靠两舷有两个顶边,双层底肌部处有向上倾斜的底边舱。
23、甲板和舷顶部、双双层底肌部处有向上倾斜的底边舱。甲板和舷顶部、双层底和舷侧下部是纵骨架式结构,舷侧中部为横骨架式层底和舷侧下部是纵骨架式结构,舷侧中部为横骨架式结构。图所示为装运谷物和煤的散货船货舱结构。结构。图所示为装运谷物和煤的散货船货舱结构。L o g Company LogoCompany Logo船舶结构船舶结构 图图 散货船横剖面结构图散货船横剖面结构图L o g Company LogoCompany Logo船舶结构船舶结构 集装箱船:集装箱船的结构与一般的货船不同,它的货集装箱船:集装箱船的结构与一般的货船不同,它的货舱口宽度几乎与货舱宽度一样大,对船体的抗弯、抗扭舱口宽度几
24、乎与货舱宽度一样大,对船体的抗弯、抗扭和横向强度都很不利,在结构上应采取补偿措施。其船和横向强度都很不利,在结构上应采取补偿措施。其船体基本结构形式为双层底和双层舷侧结构,且在双层舷体基本结构形式为双层底和双层舷侧结构,且在双层舷侧的顶部设置有效的抗扭箱结构;也可用双层底和具有侧的顶部设置有效的抗扭箱结构;也可用双层底和具有抗扭箱或其它等效结构的单层壳结构代替。在船的顶部抗扭箱或其它等效结构的单层壳结构代替。在船的顶部和底部的强力部分均应采用纵骨架式,在其它部位纵骨和底部的强力部分均应采用纵骨架式,在其它部位纵骨架式和横骨架式均可采用,两个货舱口之间的舱口端横架式和横骨架式均可采用,两个货舱口
25、之间的舱口端横梁和甲板横梁应给予加强。图为集装箱船货舱的横剖面梁和甲板横梁应给予加强。图为集装箱船货舱的横剖面结构,其中抗扭箱的甲板及双层底采用纵骨架式结构,结构,其中抗扭箱的甲板及双层底采用纵骨架式结构,舷边舱内为横骨架式结构,衍板肋骨上开有人孔或减轻舷边舱内为横骨架式结构,衍板肋骨上开有人孔或减轻孔,舷边舱内设有平台甲板。孔,舷边舱内设有平台甲板。L o g Company LogoCompany Logo船舶结构船舶结构 图图 集装箱船横剖面结构图集装箱船横剖面结构图L o g Company LogoCompany Logo船舶结构船舶结构 油船:油船有单完结构和双壳结构。油船结构布置
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