海洋平台设计原理复习 一、思考题 1.海洋平台按运动方式分为哪几类？列举各类型平台的代表平台。各类型的优缺点有哪些？ 1）固定式平台（导管架平台、重力式平台）： 优点——整体稳定性好，刚度较大，受季节和气候的影响较小，抗风暴的能力强。缺点——机动性能差，较难移位重复使用。 2）活动式平台（坐底式平台、自升式平台、半潜式平台、钻井船、FPSO）： 优点——机动性能好 缺点——整体稳定性较差，对地基及环境有要求。 3）半固定式平台（张力腿式平台、Spar平台）： 优点——适应水深大，优势明显。 缺点——较多的技术问题有待解决。 2.海洋平台设计所涉及的关键技术问题有哪些？各关键技术的必要性及其可采用的研究方法？ 1）总体布置与优化设计研究 2）环境载荷研究 3）平台极限承载能力研究： 必要性——评价平台的安全性、强度储备、优化 研究方法——试验方法、数值方法 4）平台稳性研究： 必要性——研究海洋平台支撑在海底的抗倾覆能力 研究方法——规范校核（CCS、ABS)、软件分析(NAPA、ANSYS) 5）关键结构或节点的疲劳性研究： 必要性——结构疲劳影响结构使用寿命，要考虑海洋环境和波浪载荷作用，能判断易疲劳部位，优化结构并预测结构寿命。 研究方法——疲劳试验、疲劳仿真 6）平台模块化技术研究： 必要性——便于安装、拆装改造、达到多功能要求，主要设计模块化结构的联接方式并分析联接结构的动、静态响应。 研究方法——疲劳性能试验、计算分析 7）焊接工艺与结头韧性评定技术研究： 必要性——焊接接头韧性不足会导致焊接结构破坏，因此需优化焊接工艺。 研究方法——CTOD试验、数值仿真 （CTOD指的是裂纹体受到张开型载荷后原始裂纹尖端处两表面所张开的相对距离，CTOD值得大小反映了裂纹尖端材料抵抗开裂的能力） 8）振动、噪声预报与控制研究 必要性——振动噪声会使结构疲劳、影响健康 研究方法——振动分析、噪声预报 9）平台碰撞分析和防撞技术研究 必要性——平台碰撞会威胁平台安全，该技术主要研究防护装置的设计
第三章 4、我国船舶的航区、航线是如何划分的？海船航区常分为沿海航区、近洋航区、远洋航区，遮蔽航区。航区划分通常是依据距航线离岸距离和风浪情况。按海船稳性规范分为Ⅰ、Ⅱ及Ⅲ三类航区,其中Ⅰ类航区称为无限航区。内河船常按水系名称来分，如我国长江水域根据风浪及水流情况分为A,B,C级航段。不固定航线的船通常提出主要航行的航线或航区。定航线船通常给出停靠的港口等等。 7、何谓船舶入级？航行于国际航线的船舶依照国际惯例办理船级业务，应按《海船入级章程》申请入级，经检验合格后，发给相应的船级证书后，才能进行国际航行。 8、试航速度Vt与服务航速Vs有什么不同？试航速度一般指满载试航速度，即主机在最大持续功率情况下，静止深水中的新船满载试航所测得的航速。而服务航速是指船平时营运所使用的速度，一般是一个平均值。通常Vs较Vt慢0.5—1.0kn。 9、什么叫船的续航力和自持力？续航力一般是指在规定航速或主机功率下，船上一次装足的燃料可供船连续航行的距离。自持力有时也叫自给力，指船上所带淡水、食品等能在海上维持的天数。 11、举例说明设计船的尺度受限制的原因？船长L，因泊位短，港域小，河道曲折而调头困难及通过船闸、船坞等原因，而使船长或最大长度有所限制；吃水T，受航道或港区水深所限制；船宽B，主要受过闸门、过运河的限制；船的水上高度部分，主要考虑过桥的限制。 12、船舶主要要素一般是指哪些？通常是指排水量△，载重量DW，船长L，船宽B，吃水T，型深D，方形系数Cb，航速V及主机功率P等。 13、什么是设计螺旋线？描述设计过程中逐步近似的特点，常用设计螺旋线表示。设计螺旋线表示的意思是:如任务书已给定载重量DW及主机类型（包括功率及转速），此时可首先参考型船及有关资料，初估得一个排水量，并据此初估船长、型宽、吃水及型深，初选一个方形系数，并使其满足浮性方程，即△=ρKa LBTCb 。然后，根据这套主尺度，参考型船及有关资料，估计空船重量，求出船的排水量，看其是否与第一步初估得的排水量相吻合，如有差别，再进行主尺度及系数调整，直至排水量符合要求为止。这就是船的重量与浮力平衡的过程。根据已满足重量与浮力平衡后的一套主尺度进行航速估算、总布置、容量估算、干舷检验、稳性及其他性能校检等，即校核船的各个主要性能是否满足使用要求。在校核中，如发现某一项或几项性能不符合要求，则必须调整船的主尺度及系数，再重复一次上述的循环，直至设计者认为满意为止。 14、船舶设计分为几个阶段？各阶段的作用、内容如何？(1)初步设计有进一步论证新船设计任务书合理程度的作用。这阶段只要求提供新船方案的主要技术文件，船体方面包括：船体说明书；型线图；总布置草图；中剖面结构图及结构强度计算书；航速、稳性、舱容等估算书；主要设备、材料规格明细表等。 (2)技术设计作为施工设计或签订合同的依据。在这阶段要求船体方面完成的技术文件有：船体设计说明书；较详细的总布置图；正式的型线图；中横剖面结构图，基本结构图，外板展开图，肋骨型线图，首、尾部及舱壁等结构图；锚泊、起货、操舵等设备图；各系统的原理图；重量及重心计算书；各项性能的详细计算及有关说明书；详细的设备、材料规格明细表等。(3)施工设计所需文件的范围依各厂情况而不同，在船体方面主要为分段结构的施工图和工艺规程，以及设备、舾装的零件图等(4)完工文件应根据建造期间对原设计图纸所作的改动，绘出完工图纸，根据实船倾斜试验结果，修改原来的有关计算书，完成各项试验并写出报告书。 第四章 1、船舶平浮在预定吃水的条件是什么？浮力等于重力，重力与浮力的作用线在同一铅垂线上。 2、船的典型排水量与载况有几种？为什么说他们是典型的民船的典型排水量通常为空船排水量和满载排水量；对于货船，设计中通常取四种典型载况：满载出港，满载到港，空载出港，空载到港。所取的这些排水量和载况是实际航行时的两端极限情况，实际航行中的船的性能可由这些排水量和载况估算推断而得，所以说是典型的。 3、如何理解准确估算空船重量的重要性？民船空船重量有哪几个部分组成？重量估算是影响后续设计的基本工作，从某种意义上讲，空船重量估算的准确与否是船舶设计能否成功的关键之一。这是因为空船重量LW占整个排水量△的很大一部分，且影响因素多，不容易估算准确。而如果船舶建成以后，空船重量与原先估计的值相差较多，特别是超重过多的话，船舶的技术性能和经济指标都将发生很大的变化，引起的后果十分严重。当然，重量估算过大，船长也大，对经济性不利。因此对空船重量的估算，
船舶设计原理课程设计计算说明书 运船班 学号： 指导教师：林焰王运龙 目录
一、确定设计参数 (2) 二、母型船横剖面面积曲线（SAC） (2) 三、母型船SAC无因次化 (2) 四、用“1-Cp”法绘制设计船SAC (3) 五、型线图的绘制 (4) 1、母型船型值表无因次化 2、绘制母型船无因次化半宽水线图 3、通过在x方向的偏移量，修改出设计船的无因次化半宽水线图 4、从设计船的无因次化半宽水线图中差值得出非整数水线的设 计船横剖面型值表 5、将差值有因次化，绘制设计船横剖面图 6、从中差值得出设计船的型值表 7、根据设计船型值表绘制设计船的半宽水线图和纵剖线图 六、绘制总图 (11) 七、设计总结 (11) 一、确定设计参数 船体总长 29.80m
设计水线长 27.90m 垂线间长 27.90m 型宽 5.310m 型深 2.200m 设计吃水 1.360m 方形系数 0.450 棱形系数 0.603 水线面系数 0.774 中横剖面系数 0.751 设计排水量 93.28t -0.60m 浮心纵向坐标X b 二、母型船横剖面面积曲线（SAC） 由邦戎曲线读出母型船设计水线处（1.35m）的各站面积值，如下： 站号0 0.5 1 1.5 2 3 4 面积A/m20.0334 0.3453 0.6152 1.0285 1.5683 2.3754 2.5882 5 6 7 8 8.5 9 9.5 10 2.6428 2.4151 1.8445 1.1422 0.814 0.4824 0.2003 0 三、母型船SAC无因次化 将母型船各站面积除以最大横剖面面积，并将各站距船中的距离除以二分之 一水线间长，得到如下无因次结果： x/?L -1 -0.9 -0.8 -0.7 -0.6 -0.4 -0.2 pp 0.013 0.131 0.233 0.389 0.593 0.899 0.979 A/A m 0 0.2 0.4 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.000 0.914 0.698 0.432 0.308 0.183 0.076 0.000 绘制母型船SAC曲线 四、用“1-C p”法绘制设计船SAC 1、已知母型船C p0=0.598，设计船C p=0.603，则棱形系数变化量
1.试航航速V t：一般指满载试航速度，即主机在最大持续功率的情况下， 静止在水中（不超过三级风二级浪）的新船满载试航所测得的速度。服务航速V S是指船平时营运时所使用的速度，一般是平均值。 2.续航力：一般指在规定的航速或主机功率情下，船上一次装足的燃料可 供船连续航行的距离。 3.自持力：亦称自给力，指船上所带淡水和食品在海上所能维持的天数。 4.船级（船舶入级）：是指新船准备入哪个船级社，要求取得什么船级标 志，确定设计满足的规范。 5.积载因数C：对于干货船，通常用其表征货物所需的容积，即每吨货所要 求的货舱容积数，单位是T/m3。 6.船型：是指船的建筑特征，包括上层建筑形式，机舱位置，货舱划分， 甲板层数，甲板间高等。 7.载重量系数ηDW=D W0/Δ0：它表示D W0占Δ0的百分数，对同样Δ的船来 说，ηDW大者，L W小，表示其载重多。而对同一使用任务要求，即D W和其他要求相同时，ηDW 大者，说明Δ小些也能满足要求。 8.平方模数法：假定W h比例于船体结构部件的总面积（用L,B,D的某种组 合）如W h=C h L(aB+bD)。该方法对总纵强度问题不突出的的船，计算结果比较准确，适用于小船尤其是内河船。 9.立方模数法：假定W h比例于船的内部总体积（用LBD反映）则有 W h=C h LBD。该方法以船主体的内部体积为模数进行换算，C h值随L增加而减少的趋势比较稳定。对大、中型船较为适用。缺点：没有考虑船体的肥瘦程度，把LBD各要素对W h的影响看成是等同的。 10.诺曼系数N:错误！未找到引用源。,表示的是增加1Tdw时船所要增加的
浮力。 11.载重型船：指船的载重量占船的排水量比例较大的船舶。 12.布置地位型船：又称容积型船，是指为布置各种用途的舱室，设备等需 要较大的舱容及甲板面积的一类船舶。 13.失速：风浪失速是指船舶在海上航行，由于受风和浪的扰动，航行的速 度较静水条件时的减少量，这种速度损失有时是相当大的。 14.甲板淹湿性：是指在波浪中的纵摇和垂荡异常激烈时，在船首柱处，船 与波浪相对运动的幅值大于船首柱处的干舷，波浪涌上甲板的现象。15.最小干舷：对海船来说，就是根据《海船载重线规范》的有关规定计算 得的F min值，它是从保证船的安全性出发，为限制船舶在营运过程中的最大吃水而提出的要求，是从减小甲板上浪和保证储备浮力两方面考虑的。 16.A型船舶：载运液体货物的船舶（如油船）。这类船舶具有货舱口小且封 闭性好，露天甲板的完整性高，再如油船甲板上设备少，较易排水，货物的渗透率低，抗沉的安全程度较高的特点等，称为A型船。B型船舶：不符合A型船舶特点的其他船舶，他们的干舷应大些。 17.载重线标志：表示船在不同航区，不同季节，允许的最小干舷，以此规 定船舶安全航行的最大吃水，便于港监部门监督。 18.登记吨位Rt：是指按《船舶吨位丈量规范》的有关规定计算得到的船内 部容积，1登记吨位=2.832m3=100立方英尺 19.总吨位Gt：登记吨位的一种，是计量除“免除处所”以外的全船所有“围 蔽处所”而得到的登记吨位。 20.结构吃水T：对于富裕干舷船，在设计时根据规范核算最小干弦，求得最 大装载吃水Tmax，并使船体结构实际符合Tmax的要求，此时Tmax又称
1基本概念： 绿色设计思想：减少物质和能源的消耗，减少有害物质的排放，又要使产品及零部件能够方便的分类回收并再生循环或重新利用。 船舶绿色设计：利用绿色设计基本思想，设计出资源省，能耗低，无污染，效益高的绿色船型。 能效设计指数 试航速度：是指满载时主机在最大持续功率前提下，新船于静，深水中测得的速度。 服务速度：是指船在一定的功率储备下新船满载所能达到的速度。 续航力：一般是指在规定的航速和主机功率情况下，船一次所带的燃油可供连续航行的距离。 自持力：是指船上所带的淡水和食品所能维持的天数。 全新设计法：在没有合适母型船的情况下，往往采用边研究、边试验、边设计的方法 母型设计法：在现有船舶中选取与设计船技术性能相近的优秀船舶作为母型船，并在其基础上，根据设计船的特点，运用基本设计原理有所改进和创新的设计方法。 四新：新技术、新设备、新材料、新工艺 最小干舷船：对载运积载因数小的重货船，其干舷可为最小干舷，并据此来确定型深D ，这类船称为最小干舷船。 富裕干舷船：对载运积载因数大的轻货船，按最小干舷所确定的D ，其舱容往往不能满足货舱容积的要求，因而D 需根据舱容来定，从而实际干舷大于最小干舷，这类船称为富裕干舷船。 结构吃水：如结构按最大装载吃水设计，则此时的吃水称为结构吃水。 出港：到港： 载重型船：运输船舶中，载重量占排水量较大的船舶，如散货船、油船等。这类船对载重量和舱容的要求是确定船舶主尺度是考虑的主要因素。 DWT V E E EEDI ref ?-=节能装置设备消耗
布置型船：船舶主尺度由所需的布置地位决定，而载重量不作为主要因素考虑 的一类船舶。如客船等。 舱容要素曲线：是指液体舱的容积、容积形心垂向和纵向坐标、自由液面对通过其中心纵轴的惯性矩等随液面不同而变化的曲线。 容量方程： 吨位：船舶登记吨位（RT）：是指国际船舶吨位丈量公约或船籍国政府制定的 吨位丈量规则核定的吨位，包括总吨位和净吨位。 ⒈总吨位（GT）：是以全船围蔽处所的总容积（除去免除处所）来量计，它表征船的大小。 ⒉净吨位（NT）：是按船舶能用于营利部分的有效容积来量计，它表征船舶的营利能力。 船舶登记吨RT为与船的载重吨位DW是完全不同的概念。对于同样载重量的船舶，其登记吨位小者经济性要好些。 最佳船长：对应于阻力最小的船长。 经济船长：从造价和营运经济角度出发，对应于阻力稍有增加的较短船长。临界船长：对应于阻力开始显著增加的最短船长。 耐波性：是指船舶在风浪中遭受外力干扰产生各种摇摆运动以及砰击、上浪、失速等情况下，仍能维持一定航速在水面上航行的性能。 抗沉性： 操纵性：：是指船舶利用其控制装置来改变或保持其运动速率、姿态和方向的能力。它关系到船的安全性和经济性 快速性：就是航行速度与所需主机功率之间的问题，一是达到规定的航速指标，所需的主机功率小：二是当主机功率给定时，船的航速比较高。 资金时间价值：是指资金随时间变化而产生的资金增值和效益，其计算方法分单利法和复利法。 总现值：船舶（设备）使用期内个年总费用与残值的折现，其值越小越好。平均年度费用（AAC）：是指将船舶或设备的初投资在营运期内每年的等额资金会收费用与年营运费用之和，其值越小越好。 必要费率：是指为达到预订的投资收益率单位运量（周转量）所需的收入。
20000T近海散货船设计 设计任务书 本船为钢质、单甲板、艉机型国内航行海上散货船。常年航行于沿海航线，属近海航区；主要用于干散货运输。本船设计载重量20000t，积载因素经调研确定。按“CCS”有关规范入级、设计和建造。并满足中华人民共和国海事局有关国内航行海船的相关要求。满载试航速度不低于11 kn，续航力5000 n mile。 第一部分主尺度的确定 主要内容： 1.根据有关经验公式及图表资料初步确定船舶主尺度 2.通过重力与浮力平衡来调整船舶主尺度 3.主要性能的估算 4.货舱舱容的初步校核 1.初步确定船舶主尺度 船舶主尺度主要是指船长L（一般是指垂线间长L pp)、型宽B、型深D和设计吃水d，通常把方形系数及主尺度比参数也归为主尺度范围。 1.1 船长L 由统计公式（5.3.2）散货船（10000t
1.5基本干舷的校核 保证船舶具有足够的干舷一方面可以保证有一定的浮力，另一方面可以减少甲板上浪。如果干舷太小，航行中甲板容易上浪，从而造成的后果是船舶的重量增加，重心升高，初稳性降低，并可能冲坏甲板上的某些设备，也影响船员作业和人身安全。干舷的大小直接关系到船的储备浮力，如果甲板上浪来不及排掉，或者船体开口的封闭设施被破坏而导致海水灌入船体，此时如储备浮力不足，就容易下沉，所以发生沉没或倾覆，所以保证船舶具有足够的干舷很重要。 国际规定船舶都必须满足所规定的最小干舷。这里只进行基本干舷的计算，因为这是初步校核干舷是否满足，而且对基本干舷的修正值一般相对基本干舷都很小。 查表2.2.4 该船基本干舷是2.396m<3.1m(12-8.9),（这里也没计入甲板厚度），初步校核满足干舷的要求。 1.6排水量的初步估算 △=kpC B LBd=1.003×1.025×0.803×154×22.5×8.9=25458t 1.7空船重量L W的估算 空船重量通常将其分为船体钢料重量W H、舾装重量W o和机电设备重量W M 三大部分，即 LW= W H + W o +W M （1）W H的估算 散货船W H的统计公式（3.2.11）和（3.2.8） W H =3.90KL2 B（C B +0.7)×10-4 +1200 K=10.75-[(300-L)/100]3/2 W H =4010t （2）W o的估算 由统计公式（3.2.23）及图表3.2.5 W o=K B L查图3.2.5K=2.3得 W o=797t （3）机电设备重量的估算W M 根据统计，机电设备重量可以近似地按主机功率的平方根（P D0.5）的关系进行换算。对于主机为柴油机的机电设备重量W M可用下式初估 W M=C M（P D/0.735）0.5 主机功率可以用海军系数发估算。海军系数 C=△2/3v3/P 根据母型船可以算得海军系数C，从而可以估算出主机功率。 型船资料-海船系数如表
中国海洋大学本科生课程大纲 一、课程介绍 1.课程描述： 海洋平台结构课程设计是针对船舶与海洋工程专业本科生开设的工作技术教育层面必修课。本课程通过实践环节，完成具体典型导管架平台的总体设计思路训练，包括海洋环境计算及工程简化、桩基础承载能力计算、导管架结构整体强度及刚度分析，设计计算书撰写和工程图纸表达。通过本课程的实践，使学生能够综合运用海洋平台结构及相关专业课程学习的基础理论和方法，系统完成结构分析计算，提高设计分析和工程表达能力。 2.设计思路： 本课程以海洋平台结构设计的基本过程为主线，结合先修课程中学到的环境荷载计算、桩基承载力验算、结构整体强度分析、CAD制图等基础知识，使学生将掌握的海洋平台结构设计理论知识应用到实际设计和验算中，通过实际设计检验学生对于基础知识的把握，加深学生对理论知识的理解。课程内容包括三个模块：目标平台调研、相关数据计算与分析、计算书编写及工程表达。 - 1 -
（1）目标平台调研： 该模块需要学生熟悉海洋平台设计的一般步骤，对目标平台进行参数和各项性能指标的调研，确定课程设计的各项数据标准。 （2）相关数据计算与分析： 根据已确定的主尺度，对结构在选定工况下的其他参数进行计算，主要分为：海洋环境荷载计算、基础承载力计算、结构整体强度分析。其中，海洋环境荷载计算为在选定海域环境条件下，对风、波浪、海流、冰荷载的计算，并且针对选定工况进行分析；基础承载力计算要求学生掌握桩基轴向承载力验算方法；结构整体强度分析主要包括设计目标平台在外荷载作用下的应力校核及位移校核方法。 （3）计算书编写及工程表达： 本模块中，学生需要学习并完成计算书的编写，掌握目标平台设计资料编写，并且通过专业分析软件完成平台的响应输出分析。最终上交课程设计纸质报告。 3. 课程与其他课程的关系 先修课程：海洋平台结构、钢结构设计基本原理。本门设计课程与先修课程密切相关，只有掌握了先修课程中的理论知识和设计方法，才能够在海洋平台结构设计中加以综合应用，设计出符合规范标准的结构。 二、课程目标 本课程的目标是培养学生从事海洋工程结构设计的基本技能，使学生对海洋工程设计中的标准和规范加以熟悉，对海洋平台结构以及其他先修课程中的理论知识进行综合运用。到课程结束时，学生应能： （1）熟练应用海洋平台结构设计中的相关规范和标准； （2）完成具体目标海洋平台的总体设计以及输出响应特点分析及校核； - 1 -
第一章船舶设计概要 1.船舶设计工作具有哪些特点？ 答：（1）必须贯彻系统工程的思想，考虑问题要全面，决策时要统筹兼顾；在总体设计中一定要处理好主要矛盾和次要矛盾的关系，要协调好各部门的工作，既要使船舶的各部分充分发挥自身功能，又要是相互关系达到最佳的配合。 （2）船舶设计的另一个特点是：设计工作是由粗到细、逐步近似、反复迭代完成的。 船舶设计也可以说是一个多参数、多目标、多约束的求解和优化问题。 2.船舶设计有哪些基本要求？ （1）适用、经济 （2）安全、可靠 （3）先进、美观 3.新船设计的基本依据是“设计技术任务书”，它反映了船东对新船的主要要求。请问设 计技术任务书通常是如何制定的？运输船舶的设计技术任务书一般包括哪些基本内容？ 答：（1）设计技术任务书是用船部门根据需要和可能，经船型的技术经济论证后得出的。 船型的技术经济论证是对不同船型方案的投资规模、经济效益和技术上的可行性进行比较和分析。 （2）一般运输船舶的设计技术任务书包括以下基本内容： 1）航区和航线 海船航区是根据航线离岸距离和风浪情况来划分的。航区不同，对船舶的安全性和配备配置要求不同。我国法规对非国际航行海船的航区划分为远海航区、近海航区、沿海航区、遮蔽航区。 内河船的航区根据不同水系或湖泊的风浪情况划分为A级、B级、C级等。 2）船型 这里的船型是指船舶的类型、甲板层数、机舱部位、首尾形状和其他特征。 3）用途 新船的使用要求，通常给出货运的货物种类和数量以及货物的理化性质和其他要求。 4）船籍和船级 船级是指新船准备入哪个船级社，要求取得什么船级标志，确定设计应满足的规范。 船籍是指在哪国登记注册的船舶，确定新船应遵守的船籍国政府颁布的法定检验规则。 5）动力装置 给出主机和发电机组的类型、台数、燃油品质和推进方式。 6）航速和功率储备 对航速一般给出服务航速（kn，节，海里/小时）。 服务航速是指在一定的功率储备下新船满载能够达到的航速。对拖船通常提出拖带航速下拖力的要求或自由航速的要求。 功率储备是指主机最大持续功率的某一百分数，通常低速机取10%，中速机取15%。 7）续航力和自持力 续航力是指在规定的航速（通常为服务航速）或主机功率下，船上所带的燃料储备量可供连续航行的距离（n mile）。 自持力是指船上所带淡水和食品可供使用的天数。运输船舶不给出自持力时，淡水和食
钢结构设计原理复习 第一章绪论 1、钢结构的特点（前5为优点，后三为缺点） 1）强度高、重量轻 2）材质均匀，塑性、韧性好 3）良好的加工性能和焊接性能（易于工厂化生产，施工周期短，效率高、质量好） 4）密封性能好 5 )可重复性使用性 6 ) 耐热性较好，耐火性差 7)耐腐蚀性差 8)低温冷脆倾向 2、钢结构的应用 1）大跨结构【钢材强度高、结构重量轻】（体育馆、会展、机场、厂房） 2）工业厂房【具有耐热性】 3）受动力荷载影响的结构【钢材具有良好的韧性】 4）多层与高层建筑【钢结构的综合效益指标优良】（宾馆、办公楼、住宅等） 3、结构的可靠度：结构在规定的时间（50年），规定的条件（正常设计、正常施工、正常使用、正常维护）下，完成预定功能的概率。 4、结构的极限状态：承载能力极限状态（计算时使用荷载设计值）、正常使用极限状态（荷载取标准值） 5、涉与标准值转化为设计值的分项系数：恒荷载取1.2 活荷载取1.4第二章钢结构的材料
1、钢材的加工 ①热加工：指将钢坯加热至塑性状态，依靠外力改变其形状，生产出各 种厚度的钢板和型钢。（热加工的开轧和锻压温度控制在1150-1300℃ ） ②冷加工：指在常温下对钢材进行加工。（冷作硬化现象：钢材经冷加 工后，会产生局部或整体硬化，即在局部或整体上提高了钢材的强度和硬度，降低了塑性和韧性的现象） ③热处理：指通过加热、保温、冷却的操作方法，使钢材的组织结构发 生变化，以获得所需性能的加工工艺。（退火、正火、淬火和回火）2、钢材的两种破坏形式： 3、钢材的六大机械性能指标 屈服点：它是衡量钢材的承载能力和确定钢材强度设计值的重要指标。
船舶设计课程设计 指导老师：刘卫斌 班级：船海0701 姓名：张帅 学号：U200712588
一、 “1-Cp ”法改造。 （1） 通过计算得到母型船横剖面面积曲线 在型线图中，输入area 命令，选择从0站到20站各站区域，获得各站横剖面面积，制作excel 表格绘图。表格如下： 其中原坐标对用于在AUTOCAD 中绘制横剖面面积曲线。 （2）通过area 命令求 C pf 和 C af ，计算 δ X =()X -1a ,而 ( )C C pf pf a -=1/δ ， 列出表格，连同之前得到的数据如下。
（3）由以上δX 在无因次横剖面面积曲线上平移。 计算“1-Cp ”法后0581.0Cp =δ，满足前述Cp 增大6%的要求，“1-Cp ”法改造成功。 二、改造浮心位置——迁移法 （1）保持Cp 不变，仅移动型心位置，将横剖面面积曲线向前或向后推移，保持曲线下面积不变，使曲线型心总坐标向船尾方向移动1%L 。 步骤如下： 1） 作出横剖面面积曲线形心B 0 2） 作KB 0垂直于水平轴，BB 0垂直于KB 0，使BB 0=1%，连接KB
3）过每站作垂线与原横剖面面积曲线相交，同时过每站作平行于KB的斜线 4）依次由各站所作垂线与横剖面面积曲线的交点引垂线分别与斜线相交。 5）顺次连接各交点，即得到新的横剖面面积曲线。 改造数据及横剖面面积曲线如下
（2） 以L/2处为坐标原点，分析迁移前后无因次横剖面面积曲线形 心纵坐标；迁移前Xb= 2.43m ，迁移后Xb ’= 1.55m 。垂线间长104.1m ，则迁移前后%934.01 .104x x x ' b b =-= b δ （3） 改造前后，面积曲线下面积分别为 迁移前：A 1= 37385.4922 迁移后：A 2= 37386.3928 %0024.01 2 1 A =-= A A A δ 由此知迁移前后排水体积保持不变。 三、 面积曲线改造后型值的产生 新船Cm 与母型船相同，则新船方形系数Cb 也已满足要求，此时新船的各主尺度保持不变。则新船型值由以下步骤求的。 1） 将母型船面积曲线和改造后所得新船的面积曲线画在一张
课程名称：船舶设计原理课程代码：01231（理论） 第一部分课程性质与目标 一、课程性质与特点 《船舶设计原理》是船舶与海洋工程专业的专业必修课，是学习者对先修课程和知识的总结和综合应用，是培养学习者船舶设计能力、独立工作能力、知识应用能力和初步科研能力的综合性理论教学课程，是学习者走向社会从事相关工作前最后一个理论教学环节。 二、课程目标与基本要求 课程目标：帮助学习者掌握船舶总体设计的基本原理、特点及方法，初步具有综合分析和解决船舶设计中的技术、经济等问题的能力，为今后从事船舶设 计与制造、船舶检验等相关专业技术工作奠定必要的专业知识基础。 基本要求：1、初步了解相关技术方针政策，树立正确的设计指导思想。 2、了解船舶设计工作的内容和方法； 3、学会综合运用所学知识，利用资料进行民用船舶的总体设计； ⑴初步具有分析设计船技术经济矛盾的能力; ⑵掌握确定排水量、主尺度和船型系数的方法和过程; ⑶初步具备型线设计和总布置设计的能力; ⑷学习使用有关规范、规则及部分标准; 三、与本专业其他课程的关系 本课程是专业教学的最后一个理论教学环节。先修课程有：船舶静力学、船舶推进、船舶阻力、船舶操纵与摇摆、船体强度与结构设计、船舶技术经济学、船舶建造工艺学、船舶制图、计算机基础知识等。 第二部分考核内容与考核目标 第一章绪论 一、学习目的与要求 通过本章学习，了解船舶设计工作的特点、方法及基本要求；初步了解船舶设计阶段的划分，并熟悉船舶设计任务书的制定过程及其内容；了解计算机辅助船舶设计的基本情况。 二、考核知识点与考核目标 （一）船舶设计阶段划分（重点） 识记：设计阶段划分（P1） 理解：各设计阶段基本内容及特点 （二）船舶设计技术任务书（重点） 识记：航区、试航速度、服务航速、续航力、自持力（P3） 理解：设计技术任务书构成内容 （三）船舶设计工作方法（次重点） 理解：设计工作方法特点、母型改造法、逐步近似法（P5）
第一章 1、对于不固定航线的船舶通常只给出航区，定线航行的船舶需要给出停靠的港口 我国对非国际航行海船的航区划分：远海航区，近海航区，沿海航区，遮蔽航区远海航区：非国际航行超出近海航区的海域 近海航区：中国渤海、黄海以及东海距海岸不超过200海里的海域；台湾海峡；南海距海岸不超过120海里的海岸 2、续航力是指在规定的航速或主机功率下，船上所带的燃料储备量可供连续航行的距离。 3、自持力是指船上所带的淡水和食品可供使用的天数 4、船舶设计的工作方法：调查研究、搜集资料；综合分析、合理解决；母性改造、推诚出新；逐步近似、螺旋式前进 5、母型改造法：在现有船舶中选取一条与设计船技术性能相近的优秀船舶作为母型船，将其各项要素按设计船的要求用适当的方法加以改造变换，得到的设计船的要素 母型设计法：根据新船的特点和要求，合理地选取母型，在参考的过程中有所改进和创新的设计方法 母型船改造的理论依据：某一类型的船舶的发展和演变过程，存在着由它们的使用任务和要求所决定的共性问题，这就决定了这类船舶必然具有许多相近的技术特征和内在规律，这些特征和规律也是人们合理解决船舶设计中众多矛盾的结果。合理的利用和吸收这些特征和规律，可以减少盲目性，使新船设计有较可靠的基础。 6、船舶设计一般分为：初步设计阶段，详细设计阶段，生产设计阶段，完工设计阶段 生产设计是在详细设计的基础上，根据船厂的条件和特点，按建造的技术、设备、施工方案、工艺要求和流程、生产管理等情况，设计和绘制施工图纸以及施工工艺和规程等文件 第二章 1、干舷：船中处从干舷甲板的上表面量至有关载重线的垂直距离
2、船长L：最小型深85%处水线总长的96%，或沿该水线从首柱前缘到舵杆中心线的长度，取其大者 3、型深D：从龙骨板上缘量至干舷甲板船侧处横梁上缘的垂直距离 4、船宽B：船舶的最大型宽 5、船舶登记吨位（RT）：根据国际船舶吨位丈量公约或船籍国政府制定的吨位丈量规则核定的“登记吨位”，包括总吨位（GT）和净吨位（NT）； 总吨位：以全船围蔽处所的总容积来量计，它表征了船舶的大小； 净吨位：按船舶能用于营利部分的有效容积来量计，它表征船舶营利的一种能力6、典型排水量：空载排水量△=LW，仅动力装置管系中有可供主机动车的油和水；满载（设计）排水量，船舶装载至预定的设计载重量；压载排水量，无货有一定的压载水 7、进水角：船舶侧倾至进水口时的横倾角。 当船舶倾斜到进水角时，水面到达某一开口处，海水将灌入船体主体内部，使船舶处于危险状态，船舶丧失稳性，因此提高船舶进水角，可以提高船舶稳性，尤其是大倾角稳性 8、最大复原力臂所对应的横倾角应不小于30度，即船舶在大于30度时将丧失稳性 9、装载谷物船舶由于谷物具有孔隙性和散落性，在航行中摇摆、颠簸和振动，会使谷物下沉而产生间隙和空挡，使船舶横摇时谷物发生横移而产生倾侧力矩，从而影响船舶稳性。 装载谷物船舶稳性要求：一、谷物移动使船舶产生横倾角应不大于12度或者甲板边缘入水角之小者；二、经自由液面修正后的初稳性高应不小于0.3米 第三章 1、典型载况：满载出港，设计排水量状态；满载到港，船上的油水等消耗品重量规定为设计储备量的10%； 压载出港，不装货物，但有所需的压载水，油水储备量为设计状态值；压载到港，不装载货物，但有所需的压载水，油水为总储备量的10% 2、主尺度对钢料重量的影响：L最大，B次之，d和CB忽略，D：大船影响小，小船D↑Wh↑
船舶静水力曲线计算 一、船舶静水力曲线计算任务书 1、设计课题 1）800t油船静水力曲线图绘制 2）9000t油船静水力曲线图绘制 3）86.75m简易货船静水力曲线图绘制 4）5200hp拖船静水力曲线图绘制 5）7000t油船静水力曲线图绘制 6）12.5m多功能工作艇静水力曲线图绘制 2、设计任务 船舶静水力曲线的计算是在完成船舶静力学课程的教学任务下，按照静水力曲线计算课程设计的要求，在提供所设计船舶全套型线图纸的前提下，完成静水力曲线的计算和绘制。 3、计算方法 （1）计算机程序计算 （2）手工计算（包括：梯形法、辛氏法、乞氏法等）。 本课程设计计算以梯形法为例，因其原理相同，其余方法在此不做介绍，可参考教材和相关书籍。 4、完成内容 静水力曲线计算书一份及静水力曲线图一张(用A3坐标纸) 二、船舶静水力曲线计算指导书 本静水力曲线计算指导书以内河20t机动驳计算实例为例。 （一）前言 静水力曲线是表达船在静水正浮各种吃水情况下的各浮性及初稳性系数，并作为稳性计算、纵倾计算及其他计算的基础。通过计算可得到船舶的各项性能参数，其主要内容见表1。 1
表1 静水力曲线图的内容 1、设计前的预习与准备 静水力曲线计算，首先是要熟悉所计算船的主尺度及各船型参数，然后是熟悉各类计算公式，选用计算方法。其次是进行计算，按计算结果绘制曲线图，最后进行检验和修改，完成静水力曲线 2
的计算任务。 2、已知条件 20t内河机动驳型线图一套，梯形法表格一套，见静水力曲线计算书。 （三）设计的主要任务 1、计算公式 A=ι [(y 0+y 1 +······+y n-1 +y n )- 1 2 （y +y n ）] 梯形法基本式 A=ι [(y 0+y 1 )+（y 1 +y 2 ）+······+（y n-1 +y n ) ] 梯形法变上限积分式 式中：ι—等分坐标间距。注：y1表示各站号的纵坐标值（i=1，···，n）2、静水力曲线计算表格及算例 在实际的计算中，采用下述表格很方便。表中附20t内河机动驳计算实例，供同学自己推演。 静水力曲线计算书 船名：20t内河机动驳平均吃水d：1. 00m 总长 L OA ：17.70m 站距ι：0.80m 垂线间长L：16.00m 水线间距h：0.25m 型宽B：4.00m 水的密度ρ：（淡水）1t/m3 型深D：1.35m 附属体系数μ：1.006 3
船舶设计原理名词解释 1.试航航速Vt：一般指满载试航速度，即主机在最大持续功率的情况下，静止在水中（不 超过三级风二级浪）的新船满载试航所测得的速度。服务航速VS是指船平时营运时所使用的速度，一般是平均值。 2.续航力：一般指在规定的航速或主机功率情下，船上一次装足的燃料可供船连续航行的 距离。 3.自持力：亦称自给力，指船上所带淡水和食品在海上所能维持的天数。 4.船级（船舶入级）：是指新船准备入哪个船级社，要求取得什么船级标志，确定设计满 足的规范。 5.积载因数C：对于干货船，通常用其表征货物所需的容积，即每吨货所要求的货舱容积 数，单位是T/m3。 6.船型：是指船的建筑特征，包括上层建筑形式，机舱位置，货舱划分，甲板层数，甲板 间高等。 7.载重量系数ηDW=DW0/Δ0：它表示DW0占Δ0的百分数，对同样Δ的船来说，ηDW 大者，LW小，表示其载重多。而对同一使用任务要求，即DW和其他要求相同时，ηDW 大者，说明Δ小些也能满足要求。 8.平方模数法：假定Wh比例于船体结构部件的总面积（用L,B,D的某种组合）如 Wh=ChL(aB+bD)。该方法对总纵强度问题不突出的的船，计算结果比较准确，适用于小船尤其是内河船。 9.立方模数法：假定Wh比例于船的内部总体积（用LBD反映）则有Wh=ChLBD。该方 法以船主体的内部体积为模数进行换算，Ch值随L增加而减少的趋势比较稳定。对大、中型船较为适用。缺点：没有考虑船体的肥瘦程度，把LBD各要素对Wh的影响看成是等同的。 10.诺曼系数N:,表示的是增加1Tdw时船所要增加的浮力。 11.载重型船：指船的载重量占船的排水量比例较大的船舶。 12.布置地位型船：又称容积型船，是指为布置各种用途的舱室，设备等需要较大的舱容及 甲板面积的一类船舶。 13.失速：风浪失速是指船舶在海上航行，由于受风和浪的扰动，航行的速度较静水条件时 的减少量，这种速度损失有时是相当大的。 14.甲板淹湿性：是指在波浪中的纵摇和垂荡异常激烈时，在船首柱处，船与波浪相对运动 的幅值大于船首柱处的干舷，波浪涌上甲板的现象。 15.最小干舷：对海船来说，就是根据《海船载重线规范》的有关规定计算得的Fmin值， 它是从保证船的安全性出发，为限制船舶在营运过程中的最大吃水而提出的要求，是从减小甲板上浪和保证储备浮力两方面考虑的。 16.A型船舶：载运液体货物的船舶（如油船）。这类船舶具有货舱口小且封闭性好，露天 甲板的完整性高，再如油船甲板上设备少，较易排水，货物的渗透率低，抗沉的安全程度较高的特点等，称为A型船。B型船舶：不符合A型船舶特点的其他船舶，他们的干舷应大些。 17.载重线标志：表示船在不同航区，不同季节，允许的最小干舷，以此规定船舶安全航行 的最大吃水，便于港监部门监督。
船舶动力装置课程设计 一、设计目的 1、进一步掌握舰船动力装置的基本概念和基本理论； 2、掌握船机浆设计工况选择的理论和方法； 3、掌握工况船舶采用双速比齿轮箱速比优先选计算方法； 4、掌握主机选型的基本步骤方法； 5、初步掌握船机浆工况配合特性的综合分析方法。 二、基本要求 1、独立思考，独立完成本设计； 2、方法合适，步骤清晰，计算正确； 3、书写端正，图线清晰。 三、已知条件 1、船型及主要尺寸 (1) 船型：单机单桨拖网渔船
1、船体有效功率，并绘制曲线 2、确定推进系数 3、主机选型论证 4、单速比齿轮箱速比优选，桨工况特性分析 5、双速比齿轮箱速比 6、综合评判分析 五、参考书目
1、《渔船设计》 2、《船舶推进》 3、《船舶概论》 4、《船舶设计实用手册》（设计分册） 六、设计计算过程与分析 1、计算船体有效功率 (1)经验公式：EHP=(E0+△E)△√L ① 式中：EHP------船体有效马力,△------排水量（T），L------船长（M）。在式①中船长为时，△E的修正量极微，可忽略不计。所以式①可简化为EHP=E0△√L。根据查《渔船设计》 5、可知E0计算如下：船速v=×÷=S，L=,Cp=;V/(L/10)3=÷/(41÷10)3=;v/√gl=√×41)=;通过查《渔船设计》可得E0=。 (2)结果：EHP=E0×△×√L = 2、不确定推进系数 （1）公式P×C=P E /P S =ηc×ηs×ηp×ηr 式中P E ：有效马力；P S ：主机发出功率；ηc：传动功率；ηs：船射效率；ηp： 散水效率；ηr：相对旋转效率。 （2）参数估算 伴流分数：w=－= 推力减额分数：由《渔船设计》得t=－= ηs=（1－t）/（1－w）=（1－）/（1－）= 取ηc=；ηp=；ηr= （3）结果P×C=ηc×ηs×ηp×ηr=×××= 3、主机选型论证 （1）根据EHP和P×C选主机 主机所需最小功率Psmin=P E /(P×C)==马力= 参数10%功率储备：Ps=Psmin×(1+10%)= 查柴油机型号及主要参数表选择NT-855-M型柴油机参数：额定转速：1000r/min 额定功率：267KW 燃油消耗率：179g/ （2）设计工况点初选 a、取浆径为，叶数Z=4，盘面比为和 b、确定浆转速范围 225r/min左右 4、单速比齿轮速比优选，桨工况点配合特性分析（1）设计思想：按自航工况下设计 （2）设计参数及计算： a、螺旋桨收到的马力DHP： DHP=EHP/(ηs×ηp×ηr)=××=马力 b、√P=√（DHP/ρ）=√（）= c、桨径D:D= d、自航航速v s = 拖航航速v s `=
船舶设计原理 第一章 1. 船舶设计分为船体、轮机、电气设计；其中船体设计又分为总体、结构和舾装设计；总体设计的工作主要包括：主尺度和船型参数的确定、总布置设计、型线设计、各项性能的计算和保证。 2. 船舶设计的特点：1）必须贯彻系统工程的思想，考虑问题要全面，决策时要统筹兼顾；2）设计工作是由粗到细，逐步近似，反复迭代完成的。船舶设计也可以说是一个多参数、多目标、多约束的求解和优化问题。 3.船舶设计的基本要求：适用、经济；安全、可靠；先进、美观 4.续航力是指在规定的航速（通常为服务航速）或主机功率下，船上所带的燃料储备量可供连续航行的距离。自持力是指船上所带淡水和食品可供使用的天数。
船舶设计一般分为初步设计、详细设计、生产设计和完工文件四个阶段。前一阶段的设计结果是后一阶段设计的依据，后一阶段是前一阶段的深入和发展。 第二章 1.图纸审查是指新船或改建船舶在设计阶段按规定的送审图纸资料目录将设计资料送交审图部门审查，审图部门审查后提出对设计图纸资料的审查意见书，设计单位依此修改设计并提交对审图意见的答复书。这个图纸审查的过程通常称为“送审”。 2.干舷是指船中处从干舷甲板的上表面量至有关载重线的垂直距离。最小干舷是根据规范有关规定计算得到的最小干舷值，它是保证安全性而限制船在劳动过程最大吃水而提出的要求。船舶具有足够的干舷一方面可以保证有一定的储备浮力，另一方面可以减少甲板上浪。最小干舷主要从甲板淹湿性和储备浮力这两个基本点来考虑。
3.“A”型船舶——专为载运散装液体货物而设计的一种船舶。“B”型船舶——达不到上述“A”型船舶各项条件的所有船舶。 4.船长L是指最小型深85%处水线部长的96%，或沿该水线从首柱前缘至舵杆中心线的长度，取其大者。 5.B—60型船舶：船长超过100m的B型船舶，在计算干舷时，其基本干舷取为B型船舶表列干舷值减去了对应船长的B型船舶表列干舷与A 型船舶表列干舷值之差的60%，这种船称为B—60型船舶。 B—100型船舶：当基本干舷的减小值增大到B 型船舶表列干舷和A型船舶表列干舷的总差值时（即B型船舶的基本干舷取为A型船舶的表列干舷），这种船称为B—100型船舶。 6.完整稳性是指船舶未受破损时受外力作用发生倾斜而不致倾覆，当外力作用消失后，船舶仍能回复到原来平衡位置的能力。（气象衡准也称