沿海貨船穩(wěn)性校核【畢業(yè)設(shè)計】

1、<p>　　本科畢業(yè)論文(設(shè)計)</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要3</b></p><p><b>　　1.緒論5</b></p><p>　　1.1. 選題的目的和意義5</p><p>　

2、　1.2. 國內(nèi)外沿海貨船穩(wěn)性的研究狀況6</p><p>　　1.3. 本設(shè)計的主要內(nèi)容10</p><p>　　2.設(shè)計船主尺度及排水量的確定11</p><p>　　2.1. 分析任務(wù)書與母型船資料11</p><p>　　2.2. 確定設(shè)計船主尺度及排水量12</p><p>　　2.3. 設(shè)計船重

3、量估算13</p><p>　　3.設(shè)計船型線設(shè)計14</p><p>　　4.設(shè)計船總布置設(shè)計17</p><p>　　4.1. 設(shè)計船重量重心計算19</p><p>　　5.設(shè)計船初穩(wěn)性校核22</p><p>　　5.1. 設(shè)計船靜水力計算23</p><p>　　5.

4、2. 繪制設(shè)計船靜水力曲線38</p><p>　　5.3. 設(shè)計船初穩(wěn)性和浮態(tài)計算40</p><p>　　6.總結(jié)部分43</p><p><b>　　附錄：附圖46</b></p><p><b>　　沿海貨船穩(wěn)性校核</b></p><p><b>

5、;　　摘要</b></p><p>　　穩(wěn)性是指船舶在受外力作用發(fā)生傾斜而不致傾覆，當(dāng)外力作用消失后，船舶仍能回復(fù)到原來平衡位置的能力。本船為一般的干雜貨船、單機、單漿、單舵、尾機型、鋼質(zhì)、單甲板、單殼、單底、柴油機驅(qū)動的貨船。可以裝載一般的干雜貨物, 適用于我國沿海航區(qū).</p><p>　　該設(shè)計主要包括四個部分：設(shè)計船主尺度的確定、設(shè)計船型線設(shè)計、設(shè)計船總布置設(shè)計以及設(shè)計

6、船的初穩(wěn)性計算和穩(wěn)性校核。一、設(shè)計船主尺度確定包括：任務(wù)書和母型資料的分析，設(shè)計船主尺度確定和重量估算。二、設(shè)計船型線設(shè)計包括：通過仿氏變換繪制設(shè)計船型線圖。三、設(shè)計船總布置設(shè)計包括：繪制設(shè)計船總布置草圖和重量、重心計算。四、設(shè)計船初穩(wěn)性校核包括：靜水力計算及其曲線的繪制，設(shè)計船初穩(wěn)性與浮態(tài)計算。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】 貨船；穩(wěn)性校核；型線設(shè)計；總布置設(shè)計</p><p>　　G

7、eneral Cargo Stability Inspect</p><p>　　【Abstract】 Stability is that a ship was skewed by external force without overturning, when the external force disappears, the ship is able to return to the original po

8、sition of equilibrium. The ship is a general cargo of single machine, single paddle, single rudder, tail in machine, in steel model single decks, single hull, single bottoms and diesel engine drive. The cargo is applicab

9、le to the inshore sail area of our country.</p><p>　　This design includes four sections: principle dimension、line design、arrangement design, stability at the design cargo. First , principle dimensions includ

10、ing : analyzed the assignment book and the mother-ship’s information , confirmed the principal dimensions and estimated the ships weight and the centre of weight , and drawn the general dispose drawing roughly etc .Secon

11、d ,line design including :drawn lines plan based on the imitate diversification ;Third ,arrangement design including :drawing </p><p>　　[Key Words] cargo ship; stability inspect; lines design; arrangement de

12、sign</p><p><b>　　緒論</b></p><p><b>　　選題的目的和意義</b></p><p>　　自上世紀七八十年代以來，干散貨船得到了迅猛發(fā)展，據(jù)Drewry統(tǒng)計，目前干散貨船隊規(guī)模以達到4.5億載重噸左右。雖然近幾年國際航運市場低迷，船隊運力閑置情況較嚴重，但據(jù)辛普森航運咨詢有限公司(SSY

13、)研究中心主管John Kearsey預(yù)測，依靠中國和印度等新興市場的大幅度增加和發(fā)達國家經(jīng)濟的緩慢復(fù)蘇，2010年的干散貨海運貿(mào)易仍呈現(xiàn)超過8%的增幅。但是與此同時也伴隨有一系列不和諧的現(xiàn)象—海損事故的不斷發(fā)生。而穩(wěn)性是造成事故的主要原因，所以關(guān)注船舶穩(wěn)性是一個亟不可待的研究課題。</p><p>　　下面對船舶穩(wěn)性作個簡單介紹：</p><p>　　所謂穩(wěn)性，是指船舶在外力矩作用下偏離

14、其初始平衡位置而傾斜，當(dāng)外力矩消失后船體能自行恢復(fù)到初始平衡狀態(tài)的能力。</p><p>　　船舶穩(wěn)性通?？砂匆韵路椒ǚ诸悾?lt;/p><p>　　1．按船舶傾斜方向分類。可分為橫穩(wěn)性和縱穩(wěn)性。橫穩(wěn)性指船舶繞縱向軸（x軸）橫傾時的穩(wěn)性，縱穩(wěn)性指船舶繞橫向軸（y軸）縱傾時的穩(wěn)性。由于縱穩(wěn)性力矩遠大于橫穩(wěn)性力矩，故實際營運中不可能因縱穩(wěn)性不足而導(dǎo)致船舶傾覆。</p><p&g

15、t;　　2．按傾角大小分類?？煞譃槌醴€(wěn)性和大傾角穩(wěn)性。初穩(wěn)性指船舶微傾時所具有的穩(wěn)性，微傾在實際營運中將傾斜角擴大至10°～15°；大傾角穩(wěn)性指當(dāng)傾角大于10°～15°時的穩(wěn)性。</p><p>　　3．按作用力矩的性質(zhì)分類?？煞譃殪o穩(wěn)性和動穩(wěn)性。靜穩(wěn)性指船舶在傾斜過程中不計及角加速度和慣性矩時的穩(wěn)性；動穩(wěn)性指船舶在傾斜過程中計及角加速度和慣性矩時的穩(wěn)性。</p>

16、;<p>　　4．按船艙是否進水分類?？煞殖赏暾€(wěn)性和破艙穩(wěn)性。船體在完整狀態(tài)時的穩(wěn)性稱為完整穩(wěn)性，而船體破艙進水后所具有的穩(wěn)性則稱為破艙穩(wěn)性。</p><p>　　同時船舶所處的狀態(tài)不同，對船舶的穩(wěn)性具有很大的影響。而船舶的平衡狀態(tài)是一個特殊的狀態(tài)，各項性能計算也都是針對這一狀態(tài)而進行計算的。平衡狀態(tài)的判別是將船舶正浮時浮力作用線和傾斜后浮力作用線的交點定義為穩(wěn)心，以M表示。由于船舶傾斜后的浮心位

17、置或浮力作用線與船舶吃水（或排水量）、船舶傾角有關(guān)，穩(wěn)心位置也隨船舶吃水（或排水量）、船舶傾角不同而變化。</p><p>　　進一步分析表明，船舶處于何種平衡狀態(tài)與重心G和穩(wěn)心M的相對位置有關(guān)。船舶穩(wěn)定平衡時，重心G位于穩(wěn)心M之下；船舶不穩(wěn)定平衡時，重心G位于穩(wěn)心M之上；船舶隨遇平衡時，重心G和穩(wěn)心M重合。因此，為了使船舶在受到一外力矩作用下具有一定的復(fù)原能力從而保證船舶安全，船舶重心必須在相應(yīng)傾角時的穩(wěn)心之下

18、。</p><p>　　處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)的船舶，其復(fù)原能力的大小取決于傾斜后產(chǎn)生的穩(wěn)性力矩或復(fù)原力矩的大小，該穩(wěn)性力矩大小 (1-1) </p><p>　　式中：─靜穩(wěn)性力臂 （m），是船舶重心G至傾斜后浮力作用線的垂直

19、距離，通常簡稱作穩(wěn)性力臂或復(fù)原力臂。</p><p>　　本次設(shè)計主要進行的是對船舶穩(wěn)性的校核。所謂船舶穩(wěn)性，就是指船舶收外力矩作用，船舶發(fā)生傾斜而不至于傾覆，當(dāng)外力矩消失后，仍能回復(fù)到原來平衡聞之的能力。船舶的穩(wěn)性可分為靜穩(wěn)性、動穩(wěn)性、初穩(wěn)性和完整穩(wěn)性、破艙穩(wěn)性和大傾角穩(wěn)性，營運中的船舶必須滿足穩(wěn)性要求。 鑒于穩(wěn)性對船舶安全的重要性，IMO海上委員會（MSC）第85次會議于2008年4月通過了MSC.267(8

20、5)會議。理論上，船舶滿足了《2008年IS規(guī)則》，就能保證穩(wěn)性安全，但是從大量的海損事故看，干散貨船往往是出發(fā)時能滿足穩(wěn)性要求，而在航行中卻發(fā)生了問題。在此次論文中將會對船舶的四種載況均進行穩(wěn)性校核，其中包括滿載出港、滿載到港、壓載出港、壓載到港時的初穩(wěn)性和浮態(tài)計算。使本次的設(shè)計更有實際意義。</p><p>　　國內(nèi)外沿海貨船穩(wěn)性的研究狀況</p><p>　　船舶的穩(wěn)性十分重要的，國

21、內(nèi)外許多學(xué)者都花了大量的時間來研究船舶的穩(wěn)性，已經(jīng)有幾百年的歷史了。船舶穩(wěn)性研究又是相當(dāng)復(fù)雜的，由于實際船舶航行于兩種流體之間的界面上，并且船舶穩(wěn)性涉及環(huán)境條件、船舶技術(shù)條件和操作要素等許多因素，故而穩(wěn)性的改善可能又會導(dǎo)致船舶其它性能的惡化，因此這一方面研究雖有幾百年的歷史，至今還沒有形成一個理論上成熟的綜合考慮船型要素、環(huán)境條件和傾覆機理等因素的穩(wěn)性衡準(zhǔn)。</p><p>　　1.2.1靜水中船舶穩(wěn)性研究現(xiàn)狀&

22、lt;/p><p>　　最早的穩(wěn)性理論研究工作主要是由Buouger，Awotdo和Moselye等開創(chuàng)的。他們的研究屬于最古老的穩(wěn)性概念。這一概念認為船舶穩(wěn)陛可以由船舶的幾何形狀和重量分布決定，即:船舶的穩(wěn)性取決于船舶在靜水中的復(fù)原力臂曲線的形狀。這一概念是建立在若干失事和非失事船舶的統(tǒng)計數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上而嚴格假定的。這些假定是:浮力保持不變;任何形式的能量增加或損失可以忽略;所有形式的擾動均是有勢的、定常的;禍合力和其

23、它流體動力可以忽略。</p><p>　　18世紀是造船發(fā)展史上具有重要意義的時期，法國人Buouger首次提出了穩(wěn)心的概念，并定義了穩(wěn)心半徑和初穩(wěn)性高的概念。穩(wěn)心半徑r定義為:--</p><p><b>　　(2-1)</b></p><p>　　式中、分別為橫向慣性矩和排水體積。</p><p>　　初穩(wěn)性高GM定

24、義為:</p><p><b>　　(2-2)</b></p><p>　　式中，。分別為浮心和重心的垂向坐標(biāo)，Bouger的研究確立了船舶穩(wěn)性中初穩(wěn)性的研究。Awtood用出水和入水楔形體積構(gòu)成的容積轉(zhuǎn)移力矩來更加精確地計算船舶的復(fù)原力臂。他提出的復(fù)原力臂的公式為:</p><p><b>　　(2-3)</b><

25、/p><p>　　式中，為入水或出水楔形的容積，為容積轉(zhuǎn)移力臂。之后，ReveerndMoselye提出了“動穩(wěn)性”的概念，這一概念考慮的是傾覆力矩所作的功與船舶復(fù)原力矩所作的功相平衡，它是我國、前蘇聯(lián)和日本等國使用的穩(wěn)性規(guī)范的基礎(chǔ)。</p><p>　　由于船舶穩(wěn)性研究的實用意義在于制定穩(wěn)性衡準(zhǔn)，在早期，穩(wěn)性衡準(zhǔn)主要應(yīng)用初穩(wěn)性高作為船舶穩(wěn)性的量度，根據(jù)船舶大小，認為初穩(wěn)性高在0.2~0.6m

26、之間穩(wěn)性就足夠了，這是一種純粹憑經(jīng)驗的方法。1887年，Denny第一次提出了一條標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)性力臂曲線，以此作為穩(wěn)性的衡準(zhǔn)。后來，Benjamin通過對大量安全航行的船舶進行比較后提出了用動穩(wěn)性力臂曲線作為穩(wěn)性衡準(zhǔn)。1939年Ralloal根據(jù)大量失事船舶資料的統(tǒng)計結(jié)果提出了基于船舶靜水中的實際復(fù)原力臂曲線下面積的穩(wěn)性估計及穩(wěn)性界限，他第一次比較全面地、科學(xué)地將實船經(jīng)驗統(tǒng)計方法應(yīng)用于船舶穩(wěn)性的研究之中，他的成果對后來國際海事組織(IMO)

27、討爭性規(guī)范的制定具有重要作用。</p><p>　　1.2.2波浪中船舶穩(wěn)性國外研究現(xiàn)狀</p><p>　　Wendel指出了當(dāng)船舶遭受一個波長和速度與其一樣的隨浪作用時波峰在船腫時船舶復(fù)原力矩損失相當(dāng)大這一現(xiàn)象并給出了復(fù)原力矩損失量的計算方法。之后，Amdt和Rodne考慮了波浪中水質(zhì)點軌圓運動影響的Smhti效應(yīng)對Wendel的計算方法進行修正，從而使計算結(jié)果更加接近于試驗結(jié)果。Pu

28、aliing等人進一步發(fā)展了這種計算法，并推導(dǎo)了一組計算公式。Kure和Bang研究了斜浪中的穩(wěn)性問題，他們把斜浪影響分成兩個分量:一個分量按隨浪來計算，另一分量則看成船舶左右舷引起的壓力差從而可以歸結(jié)為一個波浪擾動力矩。Martni和Kure。應(yīng)用李雅普諾夫處理動力系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法提出了用直接法來處理橫浪一橫風(fēng)中和隨浪航行時船舶穩(wěn)性的思想。</p><p>　　1952年，Grim研究了隨浪航行船舶復(fù)原力矩隨時

29、間變化對橫穩(wěn)性的影響，解決了水線面周期變化引起的穩(wěn)性高度周期變化而產(chǎn)生的參數(shù)共振問題，使參數(shù)共振成為船舶翻沉的物理模型之一。Puallig等人通過在舊金山灣天然風(fēng)浪中進行的大比尺船模試驗，運用相應(yīng)的時域模擬分析方法，發(fā)現(xiàn)尾隨浪情況下的一些船舶的傾覆機理，也就是參數(shù)共振和純穩(wěn)性喪失原理。Robert和Naess等人應(yīng)用Markov過程推導(dǎo)了橫搖振幅的概率密度分布，發(fā)現(xiàn)橫搖運動振幅漸進分布屬于指數(shù)型分布。chiu&Fujino，F(xiàn)n

30、ag&Lee等人對Kovni一枷砍。vs沖提出的切片理論進行了擴展，采用瞬時濕表面的時域分析法研究了波浪對船舶穩(wěn)性的影響。</p><p>　　由于非線性振動理論中有關(guān)混沌理論的發(fā)展，開始有人應(yīng)用分岔和混沌理論來分析問題，并取得了很大的進展。Fazlalallo和Shaw等人利用Melnikov方法研究了船舶橫搖運動的同宿分岔和異宿分岔;Lee在己知系統(tǒng)的吸引子的條件下，嘗試采用胞映射法求解升沉一橫搖藕合

31、系統(tǒng)的吸引域;Mukl和Falano使用路徑跟蹤技術(shù)，得到了非線性橫搖運動的分岔集，求出了系統(tǒng)多種形式的振動解以及由周期不斷倍化而產(chǎn)生的混沌吸引子。近年來，隨著神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起，己經(jīng)有人開始嘗試利用神經(jīng)模糊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對船舶在波浪中的穩(wěn)性變化進行動態(tài)仿真模擬。</p><p>　　Masmai和Abudle提出了在尾斜浪中導(dǎo)致船舶傾覆的一種數(shù)學(xué)模型，是基于剝離法(srtipmhetdo)發(fā)展而來的，模型中考慮了在

32、波浪中初穩(wěn)性高度變化的影響，這種變化通過在一定的傾斜角度下的復(fù)原力矩平衡條件得到，同時對初穩(wěn)性高度分別為0.3m， 0.6m，0.9m的15000噸集裝箱船進行了研究。研究表明，將初穩(wěn)性高度變化考慮進去的剝離法，可以對參數(shù)共振進行預(yù)測;航速和波速接近時，初穩(wěn)性高度為0.9m和0.6m在遭遇角為時，是危險的，容易引起船舶傾覆;初穩(wěn)性高度0.3m在遭遇角為時，是危險的，這是因為ForudeNumber變得很大，滿足了參數(shù)共振條件。</

33、p><p>　　由于海洋環(huán)境條件，特別是波浪，其最顯著的特點就是隨機性，在自然界里波浪的出現(xiàn)是無法準(zhǔn)確預(yù)測的。因此，它是典型的隨機事件，應(yīng)用研究隨機現(xiàn)象的方法，即概率論的方法對其進行研究，當(dāng)然這方面研究也是結(jié)合船舶橫搖運動進行的。</p><p>　　1.2.3波浪中船舶穩(wěn)性國內(nèi)研究現(xiàn)狀</p><p>　　l)波浪中穩(wěn)性理論研究</p><p>

34、;　　董艷秋，紀凱，黃衍順采用瞬時濕表面的時域分析法，研究波浪中的船舶橫搖穩(wěn)性。船舶瞬時濕表面，也就是船舶某一時刻浸入水中的表面積。當(dāng)船舶在波浪中航行時，由于船舶與波浪的相互作用，船舶的姿態(tài)及吃水是隨時間變化的。船舶的位置、姿態(tài)及吃水，直接影響船舶的排水體積，從而影響船舶的恢復(fù)力矩及穩(wěn)性。在研究波浪與船舶的穩(wěn)性時暫不考慮航速的影響，并假定，船舶的重心在橫搖過程中位置不變，船寬遠遠小于船長，船波橫向相交視為直線。計算船舶的瞬時濕表面。由于

35、橫搖運動是非對稱運動，船舶的左右舷吃水并不相同，所以不能再以簡單的吃水來衡量，在此，引入一個新的概念一浸深，即為左舷和右舷的吃水。通過實例計算和分析，可以發(fā)現(xiàn)，由于波浪的存在，不同橫搖角對應(yīng)的恢復(fù)力矩與靜水中的恢復(fù)力矩相比較存在很大的差異，尤其是隨浪時船中位于波峰時的差異更大。這說明波浪中穩(wěn)性的研究是很重要的;采用瞬時濕表面變化的時域分析法，可得出復(fù)雜情況下船舶在波浪中的復(fù)原力矩，在大角度橫搖情況下，它具有明顯的非線性特性;穩(wěn)性曲線受波

36、浪因素影響較大，在穩(wěn)性衡準(zhǔn)過程中，應(yīng)注意波浪參數(shù)及船波相對位置等動態(tài)因素的影響，選擇合理的衡準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　林焰，邢殿錄，紀卓尚，楊植利用LiPaunov理論，研究了船舶在規(guī)則波浪中運動的穩(wěn)性;利用攝動理論，求解出船舶運動響應(yīng);并討論了船舶橫搖與垂蕩運動頻率、最大橫搖角和波浪要素對穩(wěn)性曲線GZ的影響，以及流體動壓力對穩(wěn)性曲線的修正，從而給計算船舶在隨浪中的穩(wěn)性提供了一種方法。并以38000t成品油船

37、為例進行了計算，并編制了船舶隨浪穩(wěn)性仿真軟件，具有對波浪和船舶運動的實時仿真功能，即在連續(xù)的時間歷程中，通過屏幕連續(xù)顯示波浪和船舶的三維運動，并能計算出完整船舶或破損船舶在某個時間歷程點的浮態(tài)和穩(wěn)性。應(yīng)用數(shù)字仿真技術(shù)進行船舶隨浪穩(wěn)性研究，為船舶隨浪穩(wěn)性的研究提供了一個CAD手段;通過對實船的仿真計算，證明仿真軟件是有效的、實用的;船舶隨浪(中拱)穩(wěn)性曲線GZ與靜水穩(wěn)性曲線有不同程度的損失，這在船舶設(shè)計階段要給子充分的考慮;船舶隨浪穩(wěn)性的

38、研究為今后繼續(xù)探討船舶的斜浪穩(wěn)勝和破損船的波浪穩(wěn)險提供了基礎(chǔ)。</p><p>　　孔祥金，曹振海應(yīng)用攝動法提出了一種尾斜浪中復(fù)原力計算的方法，對四艘處于各種船一波相對位置的船舶進行了大量的計算，其中包括波高，波長對復(fù)原力的影響，計算表明:當(dāng)波高或波高與波長之比不變時，波長在O.SL倒1.2L之間變化對穩(wěn)性影響不大，但當(dāng)波長或波長與波高之比不變時，波高同等量級的變化對穩(wěn)性影響要比前者大得多。最后，用一艘船模作了尾

39、斜浪中半約束船模的穩(wěn)性試驗，驗證了理論計算的正確性。作者編制了尾斜浪中穩(wěn)性計算程序，包括靜水和隨浪的情況;在計算實例中發(fā)現(xiàn)，船腫位于上下坡段時，航向角在大于45“情況下穩(wěn)性陡然下降，穩(wěn)性甚至比純隨浪中船月中位于波峰時還要小。</p><p>　　當(dāng)船舶在隨浪和尾斜浪中航行時，容易發(fā)生傾覆。傾覆的主要原因是，在某些波浪和航速條件下，船舶會發(fā)生橫甩，此時船舶失去控制，突然發(fā)生橫轉(zhuǎn)，同時產(chǎn)生大角度橫傾，繼而發(fā)生傾覆。因

40、此，研究船舶在隨浪中的橫甩現(xiàn)象是分析船舶傾覆的基礎(chǔ)，具有重要意義。隨浪中的橫甩和傾覆運動幅度很大，是一種非線性、不定常的問題，用數(shù)學(xué)方程描述和模型試驗?zāi)M非常困難。1999年，Minecif利用Z形試驗結(jié)果預(yù)報船舶在波浪中發(fā)生橫甩的可能性。Z形操縱運動同時反映了舵的控制能力和船的響應(yīng)性能，只要制定相應(yīng)的判斷標(biāo)準(zhǔn)，就可以用來判斷橫甩的發(fā)生。這種方法與常規(guī)的操縱性研究方法類似，比較容易實現(xiàn)。范佘明在水平的隨船坐標(biāo)系下，建立了船舶在波浪中的六

41、自由度操縱運動方程。進行船舶在波浪中的回轉(zhuǎn)運動和Z形操縱運動模型試驗，驗證數(shù)學(xué)模型的正確性。通過不同波浪和航速條件下船舶Z形操縱運動的模擬計算，預(yù)報船舶在隨浪中的橫甩，預(yù)報結(jié)果與試驗結(jié)果比較一致。</p><p>　　2)風(fēng)浪中船舶穩(wěn)勝衡準(zhǔn)研究</p><p>　　船舶在航行作業(yè)中，或因配載，或因自由液面影響，或因重物移動，或因甲板上浪、流水不暢，或因風(fēng)浪等外力影響所造成的翻沉事故，都是由

42、于船舶的穩(wěn)性不足而發(fā)生的。困此尋找穩(wěn)性的衡準(zhǔn)方法和相應(yīng)的合理性標(biāo)準(zhǔn)，直接與船舶航行安全性和船舶使用的經(jīng)濟性及其它性能相關(guān)，也是船舶設(shè)計，航運部門關(guān)心的問題。國際上一些國家依據(jù)海損事故統(tǒng)計分析，結(jié)合半經(jīng)驗半理論公式，提出了不少穩(wěn)性衡準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)的實施為避免船舶因穩(wěn)性不足而發(fā)生翻沉的事故起到了一定的作用。但這些衡準(zhǔn)方法不能真實的反應(yīng)船型、裝載狀態(tài)與周圍環(huán)境條件間的相互關(guān)系。由于船舶在海上航行時，所受的環(huán)境條件是隨時間而變化的，在環(huán)境條件

43、及載荷的擾動下，船舶將作大幅值的橫搖運動，而且這種運動是一個持續(xù)擾動作用下的非線性，非自治非定常系統(tǒng)的運動。劉家新，蔡嶺梅應(yīng)用“實用穩(wěn)定性”理論和李雅普諾夫函數(shù)討論船舶非線性橫搖運動的大傾角穩(wěn)性問題。提出了穩(wěn)性衡準(zhǔn)指標(biāo)，并驗證了計算衡準(zhǔn)方法的可靠性和實用性。</p><p>　　3)船舶在波浪中的運動</p><p>　　船舶在海上航行時由于風(fēng)浪等各種擾動而產(chǎn)生的搖擺運動中，對船舶的適用和

44、安全影響最顯著的是橫搖、縱搖和垂蕩三種形式。尤其通過對于橫搖運動的研究，可以確定船舶傾覆的條件。</p><p>　　船舶非線性動力學(xué)的研究中還有幾個重要問題巫待深入研究:其一是非線性復(fù)原力矩和阻尼以及不同運動之間的非線性禍合共同作用下的船舶非線性復(fù)雜動力學(xué)響應(yīng)問題，尤其是非線性禍合情況下的理論分析研究。在船舶非線性動力學(xué)的研究中，這是極為重要的對船舶動力響應(yīng)影響最大的非線性因素，深入開展此方面的研究可以充分了解

45、船舶在波浪中搖擺的非線性動力響應(yīng)問題，探明其分岔、混沌及導(dǎo)致船舶奇異傾覆的機理;其二是船舶在隨機波浪作用下的復(fù)雜非線性動力響應(yīng)，分岔和混沌及其導(dǎo)致船舶傾覆的概率問題尚需進一步深入研究。只有開展在隨機波浪中船舶的非線性動力學(xué)研究，研究隨機波浪中各種非線性因素的禍合效應(yīng)，才可能搞清實際海況中航行的船舶非線性動力學(xué)特性，為將所研究的理論真正應(yīng)用到航行于實際海況的實船中進行理論準(zhǔn)備;其三是上述船舶非線性運動響應(yīng)和船舶參數(shù)之間的關(guān)系和相互作用尚無

46、具體分析研究。船舶參數(shù)與非線性動力響應(yīng)之間內(nèi)在聯(lián)系的研究也是十分必要的，可以對船舶的使用和安全設(shè)計提供理論指導(dǎo)依據(jù)。</p><p><b>　　本設(shè)計的主要內(nèi)容</b></p><p>　　1、設(shè)計船主尺度及排水量的確定</p><p>　　根據(jù)所給的任務(wù)書及母型船資料，線確定出設(shè)計船的主尺度，在方形系數(shù)不變，型寬確定的條件下，估算出排水體積

47、、垂線間長以及設(shè)計吃水；再根據(jù)已知條件，計算出船舶的空船重量和載重量，其中空船重量包括三部分，分別為船體鋼料重量、舾裝重量以及機電設(shè)備重量。而載重量當(dāng)中包括了貨物、人員及行李、食品、淡水、燃油以及備品和供應(yīng)品的重量，如果滿載設(shè)計狀態(tài)還有壓載水的話，則還包括壓載水的重量。</p><p><b>　　2、設(shè)計船型線設(shè)計</b></p><p>　　繪制出母型船的橫剖線圖

48、以及縱剖線圖和半寬水線圖的外輪廓線圖。根據(jù)仿式變化法將橫剖線圖縮放成滿足設(shè)計船的要求，即在x方向上按型寬比（設(shè)計船/母型船）放大，y方向上按型深比（設(shè)計船/母型船）放大，再通過縱剖線與水線的重新繪制與橫剖線得到新的交點，其交點的橫向即為半寬值，縱向即為高度值。所得到的型值為設(shè)計船的型值，通過以得出的型值，對縱剖線圖和橫剖線圖進行縱剖線和水線的繪制。這樣所得出的型線圖為設(shè)計船的型線圖。</p><p>　　3、設(shè)計

49、船總布置設(shè)計</p><p>　　參考母型船的總布置圖以及設(shè)計船任務(wù)書中對設(shè)計船的總布置要求，從而設(shè)計出總布置圖。再通過前面所計算出的船體各部分重量，對船舶進行重量、重心計算。其中在計算過程中，力臂的選取是根據(jù)總布置圖中量得各部分據(jù)船中和基線的距離，且縱向據(jù)船中之后的取負值。重心縱向坐標(biāo)為總縱向力矩與總重量的比值；橫向坐標(biāo)為總橫向力矩與總重量的比值。</p><p>　　4、設(shè)計船初穩(wěn)性校

50、核</p><p>　　根據(jù)梯形法計算各水線下的水線面面積、漂心縱向坐標(biāo)、慣性矩、水線面系數(shù)、中橫剖面系數(shù)、方形系數(shù)、棱形系數(shù)等一系列參數(shù)，通過計算將所得出的14個參數(shù)繪制在一起，得到靜水力曲線圖。其中的（1）—（8）為浮性曲線，（9）—（11）為穩(wěn)性曲線，（12）—（15）為船型系數(shù)曲線，其中船型系數(shù)和漂心縱坐標(biāo)、浮心縱坐標(biāo)在繪制過程中坐標(biāo)軸是在原先坐標(biāo)軸的中部開始。最后再對所計算的設(shè)計船的穩(wěn)性作其校核，即計算

51、船舶在不同載況下的浮態(tài)與初穩(wěn)性計算。其中載況包括滿載出港、滿載到港、壓載出港、壓載到港。</p><p>　　設(shè)計船主尺度及排水量的確定</p><p>　　分析任務(wù)書與母型船資料</p><p><b>　　任務(wù)書要求如下：</b></p><p>　　船 名： 沿海貨船</p><p>

52、　　航 區(qū)： 沿海航區(qū)</p><p>　　船型特征： 鋼質(zhì)單底，單甲板，單舵，單槳，，單機，艉機型沿海航區(qū)貨船</p><p>　　用 途： 本船為一般干貨船，可以裝載一般干雜貨物。</p><p>　　船級與船籍： 非國際</p><p>　　船員定額： 13人</p><p>　　主機：Z6170

53、Z1C-1型柴油機，額定功率：218KW，額定轉(zhuǎn)速：1000 r/min</p><p>　　齒輪箱：HCD400A，速 比：i = 5:1</p><p>　　航速/功率儲備：10kn/10%MCR。</p><p>　　續(xù)航力：不低于240小時。</p><p>　　船體結(jié)構(gòu)（材料、結(jié)構(gòu)形式等）：本船為單底、單甲板 、尾機型，具有艏樓甲板

54、的鋼質(zhì)焊接結(jié)構(gòu)橫骨架式貨船。</p><p>　　總布置要求：本船為球鼻艏，全船設(shè)有艏樓和艉樓，一個貨艙。主甲板上設(shè)有艉甲板，駕駛甲板，羅經(jīng)甲板和艏樓甲板。</p><p>　　設(shè)備要求：按法規(guī)和規(guī)范要求配備。</p><p>　　主尺度： 總 　長LOA 不大于60.00 m</p><p>　　兩柱間長Lpp

55、 ～53.00 m</p><p>　　型 　寬B 　　 10.00 m</p><p>　　型 深D 　　　4.10 m</p><p>　　設(shè)計吃水d　 ～3.50 m</p><p>　　設(shè)計排水量 ～1300 t</p><p>

56、　　肋 距 0.55 m</p><p>　　母型船主尺度及船型系數(shù)如下：</p><p>　　總 長： 52.80m </p><p>　　垂線間長： 48.00m</p><p>　　型

57、寬： 8.80m </p><p>　　型深： 4.05m</p><p>　　設(shè)計吃水： 3.45m </p><p>　　排水量： 1213.

58、23t</p><p>　　方形系數(shù) CB： 0.807 </p><p>　　棱形系數(shù) 0.833</p><p>　　水線面系數(shù)： 0.937 </p><p>　　

59、舯剖面系數(shù)： 0.968</p><p>　　肋 距 0.55m </p><p>　　主 機： Z6170Z1C-1 1臺</p><p>　　額定功率：

60、 218KW </p><p>　　額定轉(zhuǎn)速： 1000r/min</p><p>　　確定設(shè)計船主尺度及排水量</p><p>　　根據(jù)母型船和設(shè)計船的資料，C=C，又由任務(wù)書中可知，B=10m,而其它幾個量的大約值任務(wù)書中也已給出，通過三

61、者之間的適當(dāng)調(diào)整確定主尺度及排水量的值。Δ= CLBdρ 得出Δ=1325t；D=4.1m；d=3.1m；L=51.7m；B=10m</p><p>　　2.2.1仿氏變換系數(shù)的確定</p><p>　　由《船舶設(shè)計原理》的仿氏變換公式Δ/Δ0= CBLdρ/ CB0L0d0ρ可得： </p><p>　　上式中：分別為新船的垂線間長、型寬、吃水；<

62、;/p><p>　　分別為母型船的垂線間長、型寬、吃水；</p><p>　　m,n,p分別為仿氏變換系數(shù)。</p><p>　　根據(jù)所得資料對設(shè)計船的主尺度及船型系數(shù)確定如下</p><p>　　總長： 56.65m </p><p>　　垂線間長：

63、 51.7m</p><p>　　型寬： 10.0m </p><p>　　型深： 4.1m</p><p>　　設(shè)計吃水： 3.10m </p><p>　　排水量：

64、 1325t</p><p>　　方形系數(shù) CB： 0.807 </p><p>　　主機： Z6170Z1C-1 1臺</p><p>　　額定功率： 218KW </p><p>

65、　　額定轉(zhuǎn)速： 1000r/min </p><p>　　肋 距 0.5m</p><p><b>　　設(shè)計船重量估算</b></p><p><b>　　空船重量估算</b></p><p>　　空船重量（船

66、體鋼料重量、舾裝重量、機電設(shè)備重量）</p><p>　　查《船舶設(shè)計原理》表3.2.3可得：</p><p><b>　　，</b></p><p>　　則=0.59×=0.59×232=136.88t</p><p>　　=0.30×=0.30×232=69.6t</p&

67、gt;<p>　　=232－136.88－69.6=25.52t </p><p>　　由《船舶設(shè)計原理》的公式（3.2.3）可得：</p><p>　　由《船舶設(shè)計原理》的公式（3.2.20）可得：</p><p>　　由《船舶設(shè)計原理》的公式（3.2.26）可得：</p><p><b>　　則= </b&

68、gt;</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　因此空船重量：=++=161.7584+82.2278+25.535=270t </p><p><b>　　載重量估算</b></p><p>

69、　　載重量DW（人員、食品、油、各種液體等）</p><p>　　（1） 船員及行李： 13×65+50×13=1.495t</p><p>　?。?） 食品: 4.5×13×10=0.585t</p><p>　?。?） 淡水: 200×13×10=26t</

70、p><p>　?。?） 燃油: </p><p>　　日用燃油: 3t</p><p>　　（5） 潤滑油: </p><p>　?。?）備用、供應(yīng)品重量: 0.7%×269.5212=1.89t</p><p>　　(7) 貨物: 1006t&l

71、t;/p><p>　　總和以上各重量可得新船排水量： Δ=+=270+1055t=1325t</p><p><b>　　設(shè)計船型線設(shè)計</b></p><p>　　型線設(shè)計是船舶總體設(shè)計的一項重要內(nèi)容。初步設(shè)計階段中的型線設(shè)計通常是在船舶主尺度確定后與總布置設(shè)計配合進行的，但在設(shè)計方案構(gòu)思和選擇主尺度時，就要對船體型線有所考慮，并在型線設(shè)計中加

72、以體現(xiàn)和檢驗。正式的型線圖式性能計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計、各種布置和建造放樣的依據(jù)。</p><p>　　型線設(shè)計考慮是否周到，設(shè)計出的型線是否優(yōu)秀，對船舶的航海性能、使用以及建造等方面有很大的影響。首先，型線與阻力性能關(guān)系重大，尾部型線與螺旋槳的配合對推進效率和振動有很大的影響。此外，型線與船舶的穩(wěn)性、操縱性、橫搖阻尼、船在波浪上的運動特性、砰擊等都有關(guān)系。在使用方面，型線影響布置和艙容，例如機艙內(nèi)的布置條件、貨艙和壓載

73、艙的容積、甲板的布置地位等。在建造方面，型線的平直部分、可展曲面部分可以簡化施工的工藝，而復(fù)雜曲面增加了施工難度和工作量。同時，型線設(shè)計還應(yīng)注意以下幾個方面：</p><p>　　第一，保證良好的航海性能。型線設(shè)計時，除了某些有特殊要求的情況以外，通常把快速性（阻力與推進）放在主要地位來考慮，同時兼顧耐波性、操縱性和穩(wěn)性。一般來說，船體水下部分的形狀特征和參數(shù)主要從快速性、耐波形、操縱性和穩(wěn)性方面來考慮，水上部分

74、的形狀特征主要從耐波性、穩(wěn)性以及砰擊等方面考慮，并與水下部分在幾何上合理地配合。</p><p>　　第二，考慮總布置要求?？偛贾盟璧募装迕娣e、貨艙大開口的尺寸、縱傾的調(diào)整等對型線設(shè)計都有一定的要求，型線設(shè)計中應(yīng)加以考慮和滿足。有些情況下，當(dāng)布置與性能對型線的要求發(fā)生矛盾時，通常是適當(dāng)降低對性能方面的要求來滿足布置和使用的需要。</p><p>　　第三，考慮船體結(jié)構(gòu)的合理性和工藝性。不

75、必要的復(fù)雜曲面的船體形狀，不僅增加建造工時，多耗材料，而且不易保證施工質(zhì)量，影響結(jié)構(gòu)強度；過長過淺的尾懸體影響船尾部的強度和剛度；過度的外飄、船首平坦的底部增加了波浪的沖擊和船底的砰擊。</p><p>　　第四，外觀造型。水線以上的首尾輪廓線、甲板邊線以及外露的折角線應(yīng)考慮美觀和造型方面的要求。</p><p>　　型線設(shè)計除了應(yīng)考慮以上幾個方面以外，還應(yīng)滿足型線設(shè)計精度的基本要求：&l

76、t;/p><p>　　1、應(yīng)符合要求的排水體積，其誤差要求與設(shè)計中對排水量考慮的余量有關(guān)。</p><p>　　2、應(yīng)符合要求的浮心縱向位置。在縱傾允許誤差絕對值為0.2%L時，型線設(shè)計結(jié)果的浮心縱向位置允許誤差約為0.3%L。</p><p>　　在方案設(shè)計或初步設(shè)計階段，由于重量估算和浮態(tài)的考慮還不精確，因此型線主要用于對基本性能的計算和總布置的安排，此時型線設(shè)計的

77、精度可以適當(dāng)降低。而船體型線通常是表達船體形狀最常用的方法，它能夠快速簡單的表達船體的形狀特征。對于金屬船體而言，型線圖所表示的形狀是外板內(nèi)表面和甲板下表面的形狀。船舶設(shè)計時，通常主要從航海性能、總布置和結(jié)構(gòu)以及工藝上的要求來確定船體外板型表面的形狀。</p><p>　　型線設(shè)計的結(jié)果是以型線圖來表達船體外形的幾何形狀。而控制船體型線的要素主要有橫剖面面積曲線；設(shè)計水線和甲板邊線；橫剖線形狀；側(cè)面輪廓線。因此一

78、般在進行型線設(shè)計時應(yīng)考慮和確定以上要素。</p><p>　　本次型線設(shè)計根據(jù)母型改造法而產(chǎn)生滿足新船的特點和任務(wù)書要求獲取型值。用母型改造方法生成的型線，可以保持優(yōu)秀母型船的型線特征。根據(jù)已知的主尺度，將母型船型線的橫剖面圖進行縮放，其比例在X方向上按型寬比（設(shè)計船/母型船），在Y方向按型深比（設(shè)計船/母型船），從而達到設(shè)計船的尺度要求。再將水線及縱剖線重新進行繪制，與各站得到的交點即為半寬值和高度值，所得出的

79、數(shù)據(jù)則為設(shè)計船的型值。再將母型船的縱剖線圖和半寬水線圖也按其比例縮放到與設(shè)計船的主尺度相同，縱剖線圖在X方向上按垂線間長比（設(shè)計船/母型船），在Y方向按型深比（設(shè)計船/母型船）。半寬水線圖在X方向上按垂線間長比(設(shè)計船/母型船），在Y方向按型寬比（設(shè)計船/母型船）。再根據(jù)所得到的型值和母型船型線的特點繪制縱剖線圖和半寬水線圖中的縱線和橫剖線。</p><p>　　型線圖見附圖（ZH401—100—02）</

80、p><p>　　以下為設(shè)計船型的型值表</p><p><b>　　表3—1 型值表</b></p><p><b>　　設(shè)計船總布置設(shè)計</b></p><p>　　總布置圖是表示全船總體布置的圖樣，它的主要用途是表示船舶上層建筑的型式以及艙室、通道、設(shè)備、門窗等的布置情況；進行其它設(shè)計和計算的依據(jù)

81、。如進行全船重量重心的計算，船舶設(shè)備設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計等的依據(jù)；作為繪制其它圖樣的依據(jù)。如繪制各類設(shè)備、系統(tǒng)布置圖、門窗扶梯布置圖等的依據(jù)。</p><p>　　本次設(shè)計船總布置的設(shè)計是根據(jù)新船的特點和任務(wù)書的要求，在分析母型資料的基礎(chǔ)上，先擬訂能反映總布置大體輪廓和布局的草圖。經(jīng)過對草圖核算分析，解決總體布局后，再根據(jù)型線圖的型值，具體詳細地對各艙室及設(shè)備進行更詳細的布置，對母型船采取了適當(dāng)?shù)母倪M。參考母型船總布置

82、設(shè)計情況，按照總布置設(shè)計說明，結(jié)合設(shè)計船的實際用途，可以畫出總布置草圖，為以后作出正式總布置圖做準(zhǔn)備，也為整個船體的設(shè)計作出一個大致的輪廓。</p><p>　　本設(shè)計船總布置說明：</p><p>　?、?船型特征、布置形式、用途與航行海域</p><p>　　船型特征：本船為鋼質(zhì)，橫骨架式，單底，單甲板，單漿，單舵，單機，尾機型，柴油機推進的沿海航區(qū)貨船。<

83、;/p><p>　　布置形式：本船主船體內(nèi)設(shè)置淡水艙、機艙、壓載艙、燃油艙、主機艙等；首樓內(nèi)設(shè)置雜物間、錨鏈艙和舫纜間；尾樓內(nèi)設(shè)有舵機艙、船員室、衛(wèi)生間，駕駛室等。</p><p>　　用 途：本船為一般干貨船，可以裝載干雜貨物</p><p><b>　　航行海域：沿海航區(qū)</b></p><p>　?、?主要性能和

84、作業(yè)方式與特點</p><p><b>　　航速：10kn</b></p><p><b>　　續(xù)航力：240小時</b></p><p>　　作業(yè)方式與特點：裝載一般干雜貨物</p><p><b>　?、?主尺度</b></p><p>　　總長：

85、 56.65m </p><p>　　垂線間長： 51.7m</p><p>　　型寬： 10.0m </p><p>　　型深： 4.1m</p><p>　　

86、設(shè)計吃水： 3.1m </p><p>　　排水量： 1325t</p><p>　　方形系數(shù) ： 0.807 </p><p>　　主機： HCD400A 1臺</p><p>

87、　　額定功率： 218KW </p><p>　　額定轉(zhuǎn)速： 1000r/min </p><p>　　肋 距 0.55m </p><p><b>　　⑷ 總體布置: </b&g

88、t;</p><p>　　全船設(shè)有艏樓和艉樓，一個貨艙。主甲板上設(shè)有艉樓甲板，駕駛甲板，羅經(jīng)甲板和艏樓甲板（一）本船主船體設(shè)置5道水密橫艙壁，自尾至首依次劃分為：</p><p>　　尾～#2 尾尖艙（中為舵機艙，左、右艉至#1肋位為淡水艙）</p><p>　　#2～#5 燃油艙（中為空艙與日用燃油艙）</p><p><b>　

89、　#5～#15機艙</b></p><p>　　#15～#90 貨艙</p><p>　　#90～#94 平臺甲板上：中部設(shè)錨鏈艙；平臺甲板下：壓載水艙</p><p>　　#94～艏 艏尖艙（兼壓載水艙） </p><p>　　（二）主甲板及以上部位:</p><p>　　#90～首:為艏樓,艏樓內(nèi)設(shè)

90、有雜物間(右) 、錨鏈艙和雜物間。</p><p>　　#15～尾（艉樓甲板）:</p><p>　　#5～#15艉樓甲板室，內(nèi)主要設(shè)有,船員臥室及洗手間,充電間。</p><p>　　#4～#15駕駛甲板；#5～#9機艙棚天窗；#9～#15駕駛甲板室，室內(nèi)設(shè)有海圖室、報務(wù)室和駕駛室。</p><p>　　#10～#15羅經(jīng)甲板，設(shè)有信號燈桅

91、桿1根及船名燈等。</p><p>　　（三）通道與梯口的布置</p><p>　　通道的布置，除了要滿足人員平時出入需要外還須滿足法規(guī)關(guān)于脫險通道和起居處所的脫險通道、機器處所布置的要求。通道分為室內(nèi)通道與室外通道，對于室內(nèi)水平通道的布置應(yīng)盡量直通，不要迂回曲折；垂直通道中的梯道布置應(yīng)盡可能上下對齊，扶梯的位置要明顯、易尋。船舶室外的通道布置主要考慮船員到達各甲板和操作的方便。室外梯子的

92、布置除了要考慮甲板之間設(shè)置斜梯外還要設(shè)置進入各艙以及空艙、深艙的梯子。</p><p><b>　　船舶上層建筑造型</b></p><p>　?、偕蠈咏ㄖ鲗优撌业膭澐峙c布置：</p><p>　　首樓及尾樓有長首（尾）樓和短首（尾）樓之分。首樓的設(shè)置主要考慮船舶迎浪或斜迎浪航行時減少甲板上浪。船首的最小高度、首樓甲板的寬度和長度應(yīng)滿足載重線

93、法規(guī)、錨泊和系泊設(shè)備布置地位的需要。甲板室是指側(cè)壁從船兩舷向內(nèi)縮進，船側(cè)留有外走道的上層建筑。滿足規(guī)范,法規(guī)和任務(wù)書要求,特別注重了人,物及空間的相互關(guān)系,在有限的空間內(nèi)作出了較為合理的布局。</p><p>　?、诟上吓c首尾舷弧的考慮與確定：</p><p>　　根據(jù)國際載重線公約，并按照中華人民共和國船舶檢驗局頒發(fā)的有關(guān)法規(guī)對最小干舷和完整穩(wěn)性的要求。選取符合要求的最小干舷主要是為了保

94、證船舶具有一定的儲備浮力，減少甲板上浪，提高抗淹濕性能。同時，船舶首尾上翹也比較符合人們審美的要求。在本船設(shè)計中，首尾舷弧的值主要根據(jù)母型船參考來選取，又因一般船舶舷弧達不到標(biāo)準(zhǔn)舷弧值，需要增加型深來滿足舷弧不足對干舷的修正。</p><p>　?、壑鞔w首尾端形狀：</p><p>　　本船采用球鼻型首設(shè)計，主要是因為球鼻型首常常能取得減少興波阻力、破波阻力、舭渦阻力等效果。在船尾方面采

95、用巡洋艦型船尾設(shè)計，則是由于巡洋艦型船尾能將滿載水線附近的尾部水線向后作適當(dāng)延長，有利于減小興波阻力和粘壓阻力；船尾甲板面積的增加，有利于增加初穩(wěn)性，并便于布置舵機等，同時對螺旋槳和舵有保護作用，可提高推進效率。</p><p>　　總布置設(shè)計是船舶總體設(shè)計的重要內(nèi)容之一，而且是其他各項設(shè)計和計算的主要依據(jù)。通過這次總布置設(shè)計，初步確定了油船的整體布置，基本滿足了該船作業(yè)要求和保證了該船的航行性能和安全性?？偛贾?/p>

96、設(shè)計是總攬全局性的一項工作，要求設(shè)計者掌握船舶總體設(shè)計的知識，熟悉各相關(guān)專業(yè)的設(shè)計知識。在總布置設(shè)計過程中，應(yīng)遵循以下原則：</p><p>　　最大限度地滿足和提高船的使用效能，這是考慮問題的基本出發(fā)點。</p><p>　　保證船舶具有良好的航海性能。</p><p>　　注意船體結(jié)構(gòu)的合理性和工藝性。</p><p>　　滿足法規(guī)和規(guī)范

97、的要求。</p><p>　　盡力搞好外部造型和內(nèi)部裝潢。</p><p>　　總布置圖見附圖（ZHC439—100—01）</p><p><b>　　設(shè)計船重量重心計算</b></p><p>　　設(shè)計船進行重心計算時，取四種典型裝載狀況：滿載出港,滿載到港,壓載出港，壓載到港等，列表計算如下：</p>

98、<p><b>　　表4—1 滿載出港</b></p><p><b>　　表4—2 滿載到港</b></p><p><b>　　表4—3 壓載出港</b></p><p><b>　　表4—4 壓載出港</b></p><p><b&

99、gt;　　設(shè)計船初穩(wěn)性校核</b></p><p>　　船舶初穩(wěn)性的基本標(biāo)準(zhǔn)：船舶在微傾條件下，傾斜軸過初始水線面的面積中心即初始漂心F；過初始漂心F微傾后船舶排水體積不變；當(dāng)排水量一定時，船舶的穩(wěn)心M點為一定點。船舶初穩(wěn)性是以上述結(jié)論為前提進行研究和表述的。而對于船舶穩(wěn)性的要求在IMO《穩(wěn)性規(guī)則》中對其進行了一定的規(guī)范要求。在核算裝載狀態(tài)下，經(jīng)自由液面修正后</p><p>

100、　　1．初穩(wěn)性高度GM 應(yīng)不小于0.15m；</p><p>　　2．靜穩(wěn)性力臂GZ曲線下的面積：</p><p>　　(1)在橫傾角0°～30°間所圍面積A30應(yīng)不小于0.055 m·rad；</p><p>　　(2)在靜傾角0°～40°或進水角中較小者間所圍面積A應(yīng)不小于0.090m.rad；</p>

101、;<p>　　(3)在橫傾角30°～40°或進水角中較小者間所圍面積A應(yīng)不小于0.030m.rad；</p><p>　　3．橫傾角30°處的靜穩(wěn)性力臂（GZ30°）應(yīng)不小于0.20m：</p><p>　　4．最大靜穩(wěn)性力臂對應(yīng)橫傾角θsm最好大于30°，但至少不應(yīng)小于25°；</p><p&g

102、t;　　5．對L≥24m的船舶，尚應(yīng)滿足天氣衡準(zhǔn)。</p><p>　　對于L≥24m的船舶，IMO規(guī)定了在正常裝載狀況下船舶抵抗橫風(fēng)和橫搖聯(lián)合作用應(yīng)具有的能力。</p><p>　　(1)船舶受到垂直作用在其中心線上的一個穩(wěn)定風(fēng)壓的作用下，產(chǎn)生穩(wěn)定風(fēng)壓傾側(cè)力臂，此時船舶的靜傾角為；</p><p>　　(2)假定在橫浪的作用下，船舶由靜傾角向上風(fēng)舷橫搖至處；<

103、;/p><p>　　(3)然后船舶受到一個突風(fēng)作用，產(chǎn)生突風(fēng)風(fēng)壓傾側(cè)力臂；</p><p>　　(4)在此情況下，靜穩(wěn)性曲線下的面積應(yīng)滿足面積≥面積。</p><p>　　對于國內(nèi)的船舶而言經(jīng)自由液面修正后，船舶穩(wěn)性在所核算的裝載狀況下必須同時滿足：</p><p>　　(1)初穩(wěn)性高度G0M不小于0.15m；</p><p&

104、gt;　　(2)在橫傾角為30°時的靜穩(wěn)性力臂GZ30°應(yīng)不小于0.20 m；若進水角小于30°時，則進水角處的靜穩(wěn)性力臂值應(yīng)不小于該值；</p><p>　　(3)最大靜穩(wěn)性力臂對應(yīng)橫傾角θsm應(yīng)不小于25°；</p><p>　　(4)穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)K不小于1。</p><p>　　船舶穩(wěn)性的適用范圍：過大穩(wěn)性或過小穩(wěn)性都是船

105、舶正常營運所不允許的，因而應(yīng)給出船舶穩(wěn)性的適用范圍。</p><p>　　從穩(wěn)性規(guī)則對船舶穩(wěn)性的要求考慮，船舶最小初穩(wěn)性高度應(yīng)為GM＝GMc；從船舶搖擺性考慮，橫搖周期不宜過小，以免船舶劇烈搖擺，一般認為船舶自由橫搖周期不小于9s，而在15～16s左右是比較合適的，則船舶最大初穩(wěn)性高度應(yīng)為，船舶穩(wěn)性的適用范圍應(yīng)為，而橫搖周期為15s左右對應(yīng)的GM值則為初穩(wěn)性高度適宜值；對萬噸級船舶滿載時GM 取4%～5%B較適宜

106、。 </p><p>　　船舶獲得適度穩(wěn)性的方法： </p><p>　　1．了解船舶狀況及航線情況。了解船舶裝載或壓載的能力、重量分布及相應(yīng)的穩(wěn)性狀態(tài)；熟悉本航線所經(jīng)海區(qū)的自然條件、可能出現(xiàn)的氣象現(xiàn)象等，從而確定既安全又適當(dāng)?shù)姆€(wěn)性值。</p><p>　　2．合理配載。根據(jù)經(jīng)驗統(tǒng)計，對于萬噸級船舶滿載時，底艙和二層艙裝載量所占全部載貨量的比例約為65%：35%

107、；若需裝載甲板貨時，則甲板貨重量一般不超過全船載貨量的10%，且堆積高度一般不超過船寬的1/6～1/5，這樣，底艙、二層艙、甲板貨的配貨比例大體為65%：25%：10%；對于具有3層甲板的船舶，底艙、下二層艙、上二層艙的配貨比例大體為55%：25%：20%。</p><p>　　3．合理調(diào)整船舶穩(wěn)性。在采取加（排）壓載水方法時，應(yīng)注意自由液面對穩(wěn)性的影響，且加（排）壓載水后因排水量的變化導(dǎo)致許用重心高度或最小許用

108、初穩(wěn)性高度改變。加裝甲板貨時因受風(fēng)面積增大，引起風(fēng)壓傾側(cè)力矩增大致使穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)減小。</p><p>　　4．貨物緊密堆垛，防止大風(fēng)浪航行中移位。</p><p>　　5．合理平艙。對于件雜貨而言，各艙裝載后應(yīng)保持貨物表面基本平整，不允許出現(xiàn)不同艙位處的貨物表面凹凸不平，尤其是因艙口前后兩端因堆垛困難而將其艙位棄之不用；對于固體散貨，根據(jù)裝貨數(shù)量和貨艙形狀確定是否采取分段平艙，無論如何，散

109、貨裝載完畢時應(yīng)保證貨物表面平整，對于滿載艙應(yīng)盡量將貨物充滿整個貨艙空間，必要時采取止移措施。</p><p>　　6．盡量減少自由液面形響。</p><p>　　7．消除船舶初始橫傾。船舶的初始橫傾使穩(wěn)性力矩降低，從而對船舶的大傾角靜穩(wěn)性、動穩(wěn)性都產(chǎn)生不利影響。</p><p>　　8．航行中做好貨物檢查和加固。</p><p>　　9．改變

110、船舶與波浪的相對位置。在航行中可通過改向或變速的措施來改變船舶與波浪的相對狀態(tài)，以脫離相應(yīng)的危險境遇，改變船舶的外部環(huán)境。</p><p><b>　　設(shè)計船靜水力計算</b></p><p>　　本設(shè)計船靜水力計算采用梯形法，它是一種最簡便的數(shù)值積分法，其基本原理是：用若干直線段組成的折線近似地代替曲線。列表計算如下：</p><p>　　表

111、5—1至表5—15</p><p>　　表5—1船舶靜水力計算表</p><p>　　表5—2船舶靜水力計算表</p><p>　　表5—3船舶靜水力計算表</p><p>　　表5—4船舶靜水力計算表</p><p>　　表5—5船舶靜水力計算表</p><p>　　表5—6船舶靜水力計算表&