340TEU三峡新通道集装箱船方案设计.docx
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1、 武汉理工大学毕业设计(论文)350TEU三峡新通道集装箱船方案设计学院(系): 交通学院 专业班级: 船海1201班 学生姓名: 指导教师: 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
2、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 日摘要本次毕业设计所选择的题目是350TEU三峡航运新通道集装箱船设计方案,主要是根据优良的母型船来进行改造,结合在学校中学习到的知识,灵活地将其运用到实际的设计过程中,完成新船的船体部分设计工作。全文共分为7个部分来进行阐述,主要内容包括:船舶主尺度确定及优化、船体型线设计、船体总布置设计、快速性预报、稳性校核、干舷计算、吨位丈量七部分。船舶主要要素的确定是通
3、过优秀母型船换算得到。船体型线设计是通过 “1-Cp”法和迁移法对母型船进行型线改造,做到三向光顺、协调、一致,并对母型船艏艉部进行自行设计。总布置设计是以经济效益为要点,人性化地进行布置设计。稳性校核:浮态核算与调整,是使船舶在各种载况下航行时都能有良好浮态。螺旋桨设计是求得最佳的螺旋桨要素并使其满足各项要求。船舶的完整稳性是保证船舶在各种恶劣海况下航行而不致船舶倾覆。干舷计算是保证船舶有足够的干舷,吨位计算的结果将作为船舶经济性估算依据。关键词:三峡新通道;集装箱船;350TEU;设计方案 AbstractThe topic of my graduation design is 350 T
4、EU container ship design of the new channel of the Three Gorges. The ship is mainly reformed based on the superior parent ships with the knowledge I have learned in university, which requires me to apply it to the practical process to complete the design work.There is 7 parts to be elaborated, the m
5、ain contents include: determination and optimization of the main dimensions of the ship, ship lines design, general arrangement design, propeller design, calculation of stability, calculation of freeboard and tonnage measurement. The main elements of the ship are mainly considered from excellent par
6、ent ship. The ship lines are reformed from superior parent ship with“1-Cp” method and migration method to make three dimensions smooth, harmonious and consistent. General arrangement design is to meet the requirements of both containers and people on the ship. Stability check is to account and adjus
7、t the floating state and make sure that the ship has a good floating state under various loading conditions. Propeller design is to obtain the best elements of the propeller and make it meet the requirements. Intact stability of ship ensures that the ship is able to sail with condition without ship
8、capsized. The freeboard calculations is to ensure that the ship has sufficient free board. The results of tonnage calculation is the basis of economic estimation.Key Words: New channel of the Three Gorges; Container ship; 350TEU; Design目录第1章 绪论11.1 课题研究背景11.2 国内外发展现状11.3目的和意义11.4 课题研究内容11.5 综述1第2章 任
9、务书分析22.1 船舶入级22.2 设计船舶的特点22.3 设计方法22.4 一些主要的设计思想3第3章 全船设计概述43.1 船型及基本情况43.2 设计依据的规范和规则43.3 载箱量及航速43.4 主要要素43.5 甲板间高43.6 稳性及干舷43.7 船员定额53.7.1 甲板部53.7.2 轮机部53.8 排水量及吨位53.8.1 排水量53.8.2 吨位53.9 总布置概况53.10 肋距63.11 主要设备及其参数63.11.1 主机63.11.2 减速齿轮箱63.11.3 螺旋桨73.12 主要舾装设备73.12.1 锚泊设备73.12.2 系泊设备73.12.3 舵设备73.
10、12.4 消防设备73.12.5 救生设备83.12.6 无线电通信设备83.12.7 航行设备83.12.8 信号设备8第4章 主要要素估算及优化104.1 排箱104.2 初步选取主尺度104.2.1 布置需求104.2.2 限制条件104.2.3 主尺度估算134.3 初步选取主机144.3.1 二因次换算阻力144.3.2 选取主机154.4 重力和浮力的平衡154.4.1 估算空船重量154.4.2 估算载重量154.4.3 调整主尺度平衡重力和浮力164.5 估算重心高度174.6 初稳性校核184.7 横摇周期校核184.8 经济性校核184.8.1 年收益184.8.2 年成本
11、194.8.3 RFR194.9 绿色性校核204.10 主尺度优化20第5章 型线设计225.1 概述225.2 绘制母型船型线图225.3 改造母型船型线225.3.1 主尺度不同225.3.2 Cp不同235.3.3 Xb不同245.3.4 绘制横剖线图275.3.5 第一次校核275.3.6 绘制半宽水线图285.3.7 绘制纵剖线图285.4 局部自行设计285.4.1 螺旋桨设计285.4.2 舵设计285.4.3 局部型线设计295.5 三向光顺315.6 第二次校核315.7 甲板边线、舷墙顶线325.7.1 甲板边线325.7.2 舷墙顶线325.8 完善型线图并生成型值表3
12、35.9 静水力计算33第6章 总布置设计356.1 概述356.2 总体布局划分356.2.1肋距356.2.2 纵向布局划分356.2.3 横向布局划分366.2.4 垂向布局划分366.3 舱室及设备366.3.1 船首舱室划分366.3.2 船中舱室划分376.3.3 船尾舱室划分376.4 水密舱壁设置376.4.1 防撞舱壁376.4.2 水密舱壁376.5 主要舾装设备386.5.1 锚泊设备386.5.2 系泊设备386.5.3 舵设备386.5.4 消防设备386.5.5 救生设备396.5.6 无线电通信设备396.5.7 航行设备396.5.8 信号设备396.6 舱室设
13、备406.6.1 卧室406.6.2 餐厅406.6.3 卫生设备406.7 金属门、窗、舱口围板406.7.1 金属门406.7.2 金属窗406.7.3 舱口围板406.8 舷墙和栏杆406.9 驾驶室视域41第7章 快速性预报427.1 主要设计思想427.2 螺旋桨的数目427.3 螺旋桨的叶数427.4 设计图谱的选择427.5 有效功率曲线427.6 初步设计447.7 终结设计467.8 空泡校核48第8章 稳性校核508.1 概述508.2 舱容要素508.2.1 规则舱508.2.2 等效规则舱518.2.3 不规则舱528.3 浮态调整538.3.1 典型载况重量重心估算5
14、48.4 初稳性计算558.4.1 静水力曲线558.4.2 典型载况初稳性计算568.5 大倾角稳性578.5.1 稳性插值曲线578.5.2 横摇角578.5.3 进水角和极限静倾角588.5.4 静稳性计算608.5.5 动稳性638.5.6 稳性曲线648.5.7 各倾侧力臂计算678.5.8 稳性恒准70第9章 干舷计算书729.1 计算说明729.2 主要数据729.3 干舷计算729.3.1 基本干舷729.3.2 型深对干舷的修正729.3.3 舷弧对干舷的修正729.3.4 舱口围板高度和舱室门槛高度对干舷的修正739.3.5 最小干舷739.3.6 干舷衡准73第10章 吨
15、位丈量7410.1 主要要素7410.2 总吨位7410.2.1 主甲板以下所有围蔽处所的型容积7410.2.2 主甲板以上所有围蔽处所的型容积7410.2.3 主甲板以上应计入的固定载客的开敞处所的容积7510.2.4 主甲板以上应计入的固定载货的开敞处所容积7510.2.5 总吨位计算7510.2 净吨位76结论77参考文献78附录1 静水力曲线图79附录2 帮荣曲线图80附录3 主尺度优化程序81致谢87第1章 绪论1.1 课题研究背景长江是连接中国内陆和沿海地区的重要交通纽带,对中国的发展起着十分重要的作用。三峡工程提高了长江的通航能力,但是三峡船闸通过能力的不足已日益成为长江航运发展
16、的阻碍12。针对规划中的三峡新通道,着手研究能适应新通道的标准化集装箱船型,提高船舶营运效率,降低运输成本,提升内河航运竞争力。1.2 国内外发展现状目前长江干线主力船型为散货船、液货船、集装箱船、商品车船。随着经济结构的转型,可预期集装箱船会有较大发展。从目前市场需求来看,集装箱船的大型化已经成为长江航运的主潮流678。在全球范围内,由于世界经济的复苏,新船的成交量和手持订单量逐渐增加,而小箱位的内河集装箱船已逐渐暴露出老龄化严重,运能不足的问题。1.3目的和意义通过对国内外内河集装箱船发展现状的分析,长江航运集装箱船的发展趋势主要体现在大型化和标准化等方面。标准化船型设计能加快船舶技术的进
17、步,改善航运结构,保护长江水域及周边环境,保障水上交通安全910。本课题主要研究350TEU箱量级三峡航运新通道集装箱船并进行方案设计。1.4 课题研究内容本次选题主要利用优良的母型船进行合理的改造完成新船的设计工作,设计内容包括船型和主要要素的确定及优化,船体型线设计,总布置设计,螺旋桨设计,液体舱容要素和典型载况下的稳性计算,吨位丈量,舾装数计算,干舷计算。1.5 综述随着长江集装箱船大型化进程的加快,选题350TEU三峡航运新通道集装箱船方案设计这个题目既符合时势,又贯穿了我四年来所学的全部知识,让我得到最好的锻炼,对我将来的研究生学习产生极大的帮助。第2章 任务书分析2.1 船舶入级本
18、船入级中国船级社,按“CCS”有关规范和法规入级、设计。2.2 设计船舶的特点本设计船为350TEU箱量级三峡航运新通道集装箱船,本船为钢质、大舱口、首楼和尾上层建筑、倾斜首、双底、双桨、双舵、艉机型、双柴油机驱动的集装箱船。航区为长江干线重庆以下航区。本船以装运固体散货为主,兼装包装的杂货,诸如小麦、大豆、羊毛等货物。布置地位型船舶对布置的要求是确定船舶主尺度时考虑的主要因素,集装箱船是布置地位型船,主尺度选取的主要依据是排箱方式。本船设计航速为18km/h,续航力约为2700km,自持力为8d。设备配备及成员编制按相关规范、规则及要求选定。2.3 设计方法本船设计主要采用母型船改造的设计方
19、法,根据优良母型船进行合理、科学的逐步近似设计。抓住主要问题、核心问题,确定正确设计思想,分析并解决设计船的技术与经济矛盾11。本船按布置型船舶设计,其设计流程图如后页框图 2.1 所示:图2.1 布置地位型船舶设计流程图2.4 一些主要的设计思想(1)通过布置需求、限制条件及相关规定等初步选取主尺度,在满足限制条件及相关规定的前提下,应尽量布置更多的集装箱,以提高经济效益。(2)采用尾机型,利于主船体内压载水舱的布置,减少主机的传动损耗。(3)总布置设计过程中以满足生活基本要求为前提,尽量保证集装箱的装载,以保证经济效益。(4)为降低空载重心,增加空载吃水,设有底边压载水舱,以便重心过低时调
20、高重心。(5)在设计中应使设计船达到设计任务书中规定航速要求的同时,力求所选择的主机功率最小,降低机电设备费用。在选定主机功率的情况下,应力求达到较高的航速,缩短航行周期,增加航行次数,从而获取更多的经济效益。第3章 全船设计概述3.1 船型及基本情况本设计船为350TEU箱量级三峡航运新通道集装箱船,本船为钢质、大舱口、首楼和尾上层建筑、倾斜首、双底、双桨、双舵、艉机型、双柴油机驱动的集装箱船。首部三层甲板室,货舱区域为双舷侧结构。3.2 设计依据的规范和规则本船的船体设计和建造参照以下规范: 中国船级社(CCS) 钢质内河船舶建造规范(2016)12 中华人民共和国海事局(CHINA MS
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- 340 TEU 三峡 通道 集装箱 方案设计
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