【本科毕业论文】55M集散两用船船体结构规范设计34723.doc
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1、江苏科技大学本科毕业论文55M集散两用船船体结构规范设计Structure design of 55 M distribution of dual-use vessel hull by rules摘 要随着美国金融危机的爆发,世界经济贸易形势将发生重大变化,进而会导致世界贸易海运量增长减缓,引发国际航运市场动荡。因此,在目前,这尚不明朗的世界经济贸易形势下,多用途船将是船东们较为理想的运营船型之一。因为其能适应多种航线, 尽可能高效率地载运各种货物, 使用简便, 造价低廉。本文介绍了55M集散两用船船体结构规范设计的基本过程,主要依据CCS2009版钢质内河船舶建造规范进行结构设计计算与校核。
2、本船为前倾型首,方型尾全焊接结构钢质船,材料除特殊声明外,均为CCSA级钢。设两层连续甲板,首尾部设单层甲板室,采用单机单桨流线型双支点平衡舵。货舱区域为纵骨架式,首尾及上层建筑为横骨架式。本文的主要内容包括:1. 多用途船的发展及展望,多用途船的结构特点,规范设计方法及设计过程中应注意的问题。2. 55M集散两用船船体结构规范设计,及船中货舱区横剖面的弯曲强度校核。3. 典型横剖面图和基本结构图的绘制。关键词:多用途船;集装箱船;规范设计;横剖面图;基本结构图AbstractAlong with the US financial crisiss eruption, the world eco
3、nomics trade situation will have the tremendous change, will then cause the world trade marine transportation quantity growth to slow down, the initiation international shipping market will be turbulent. Therefore, in present, under this business not bright world economics trade situation, the multi
4、purpose ship will be one of ship owners more ideal operation body forms. Because its can adapt many kinds of routes, the high efficiency carries each kind of cargo as far as possible, the use is simple, the construction cost is inexpensive.This paper introduce the basic structure of standardized des
5、ign process of 55 M distribution of dual-use vessel hull, which is designed, calculated and checked according to CCS Steel Inland river Ships Construction Standard (2009 edition). This ship with raked bow, transom stern of welded steel structure, the material besides the special statement, is the CC
6、SA level steel. second continuous deck,single-storey deck houses at bow and stern, using single-propeller aerodynamic balance fulcrum rudder. Cargo cabin district is longitudinal frame, the bow, stern and superstructure is transverse frame.The main contents of this article include:1. Development and
7、 forecasting of multipurpose ship; the structural characteristics of container ship; the methods and what should be pay attention to during the design.2. The basic process of 55 M distribution of dual-use vessel hull structure design, and examination of bending intensity of the midship section in di
8、strict of cargo cabin.3. Mapping of the midship section, basic construction profile and planKeywords: Multipurpose ship; container ship; structure design; map of the midship section; map of basic construction profile and plan.目 录第一章 绪 论11.1多用途船的发展概况11.2多用途船的特点21.3规范设计的基本步骤31.4结构布置的一般原则41.5结构设计概述41.5
9、.1结构设计的依据41.5.2结构设计的基本内容41.5.3结构设计的作用51.5.4结构设计的方法51.5.5结构设计的要求:5第二章 船体结构规范计算书72.1概述:72.2主要尺度:72.3计算尺度:72.4板82.4.1外板:82.4.2内舷板及内底板:92.4.3甲板:92.4.4舱口角隅加强腹板102.4.5局部加强102.5货舱区域船底骨架102.5.1实肋板102.5.2中桁材112.5.3旁桁材112.5.4内底纵骨122.5.5船底纵骨122.5.6舭肘板122.5.7舷舱骨架132.5.8甲板骨架142.5.9货舱平面横舱壁152.5.10舷舱横舱壁162.5.11舱口1
10、62.6尾部结构构件校核(横骨架式):172.6.1底部骨架172.6.2舷侧骨架182.6.3机舱甲板182.6.4舱壁192.6.5主机座202.7首部结构校核(横骨架式):202.7.1底部骨架202.7.2舷侧骨架212.7.3甲板222.7.4舱壁232.8首尾柱232.8.1首柱232.8.2尾柱242.9甲板室242.9.1甲板和围壁板242.9.2围壁扶强材242.9.3顶篷甲板252.10护舷材:26第三章 总纵强度计算书273.1概述:273.2主尺度:273.3计算尺度:273.4舯剖面模数的计算283.5实船的中横剖面模数计算283.6实船的中横剖面示意图30第四章 结
11、语314.1论文研究结语314.2论文的展望31致 谢33参考文献34附 录35附录 55M集散两用船的横剖面图35附录 55M集散两用船的基本结构图35第一章 绪 论1.1多用途船的发展概况多用途货船:既能载运普通件杂货,也能载运散货、大件货和一部分集装箱以及冷藏货的货船。通常为双甲板、尾机型和大舱口,并配有大起重量的回转式起重机,以装卸集装箱。对货物品种适应性强,营运经济性较好。早在70年代中期,许多船公司或班轮经营者为了取代船队中传统的中间甲板货物班轮,相继订造了一系列不同类型的船舶。其中不乏船东斥以巨资购置全集装箱船和集装箱,并投资建造部分陆上基础设施;另外一些公司则选择造价目贵,但极
12、具灵活性的滚装船;还有部分公司则偏向于多用途吊上吊下船舶。多用途船经历了70年代中至80年代初的黄金时期;然而,在接着的十几年里,其订造数量急剧减少,船队增长缓慢,市场货源面临来自散装货运船和全集装箱船的有力竞争,因此,多用途货船的相对竞争力和它所面临的市场发展趋势直接关系到这种船的生存和发展,尽管市场货源受到其他船舶的侵蚀,多用途货船仍有自己独特的优势,在船舶尺寸,适应货物的多样性,经营灵活性和装卸能力强等方面的特点,使其仍可以在全集装箱船和散杂货船的两面夹击下,稳住自己主要的货源,在二者的空白地带甚至渗透他们之中求的生存。大型多用途船具有较大的集装箱接受能力和较大的包装容积,能够装载大宗货
13、物和工程上所需的笨重货物,起货机容量甚至高达80t,航速也不慢,对于类似的载箱量的全集装箱船,其造价也较低,特别是一些工程货物运输需求的市场,多用途船舶市场具有无法替代的优势。随着美国金融危机的爆发,世界经济贸易形势将发生重大变化,进而会导致世界贸易海运量增长减缓,引发国际航运市场动荡。面对充满变数的航运市场,船东们订造新船时最为关注的是何种船型运营风险较低而盈利能力较高。而多用途船就是在世界贸易形势捉摸不定、海运形势动荡多变的形势下产生的、是一种能载运“不确定性”货物、扩大船舶使用范围、适应不断变化形式的船型。这些要求归纳起来就是: 能适应多种航线, 尽可能高效率地载运各种货物, 使用简便,
14、 造价低廉。因此,在目前,这尚不明朗的世界经济贸易形势下,多用途船将是船东们较为理想的运营船型之一。当今,各种专用货物运输船的问世,已经把散装谷物、煤炭、矿石、油类等各种大宗货物以及集装箱和各种轮胎式车辆的运输纳入了各自的范畴。但除了上述各种货物外还有大量无法被这些船舶接纳的货物,如杂货、包装货、大件、重件、小批量货物等。这就需要另一些船舶来运输,多用途船以其分舱的灵活性满足了这些货物的装运要求。除了散货船、油船和集装箱船三种主流船型外,多用途船可以说是第四种需求量较大的船型。1.2多用途船的特点多用途船承载的货物广而杂,既可以装载各种箱、袋包装货和托盘货等各种体积小、重量轻的货物,也有能力搭
15、载外型尺寸大、重量重的长大型货物和重货,如化工蒸锚塔、大型矿山工程机械设备、机车、车箱、小型船艇等。其他货物,如钢管、钢轧、钢卷筒等钢材制品,以及纸制品、成型木材等木材制品都是用途船非常合适的货源。此外,还可以承运散装货物和集装箱,可谓“大小由之,轻重皆宜”。相对于散货船、油船和集装箱船三大主流船型,多用途船属于中小型船,由于货物杂、批量小,因此船舶的载重量不会太大。现今的多用途船的载重量大多在10 000 t30 000 t 之间。散货船和油船等运输大宗货的船舶,航速要求较低,一般在14 kn15 kn 之间,集装箱船的航速较高,通常超过20 kn,有的高达25 kn。多用途船的航速范围分布
16、较宽,低的只有12 kn,高的超过19 kn,有些搭载冷藏货的,航速可超过21 kn。多用途船的航速分布虽宽,但速长比都处于较高区间,一般都高于0.22, 这个数字也涵盖了载重量仅为4 000 t 左右、航速在13 kn 的小船,例如一型3 500 DWT 重吊多用途船的服务航速为18 kn,速长比高达0.30,主机功率为3 680 kW,每载重吨为1.05 kW,可谓民用货物运输船中之最高者。散货船、油船和集装箱船都是单甲板,但多用途船大多设有一层或多层二甲板。多用途船在一个航次中经常装有多种货物,外型尺寸和重量相差很大,需要合适的舱位把货物分票,避免混装,确保货物安全,所以船上要设置较多分
17、隔的货舱和多层甲板来满足这种要求。我国以前建造的多用途船除上甲板外还设置了两层固定式二甲板,将货舱分为三层,底层货舱较高,二甲板之间的货舱则较低,三层甲板都采用液压货舱盖。这种货船受当时造船技术所限,货舱口较小,货舱内装卸盲区大,装卸货很不方便,效率很低。随着造船技术的发展,现代多用途船发生了很大的改变。货舱大开口,装卸货无盲区。二甲板多为可折式,可随货物需要设置于预定的高度,在装散装谷物时也可当作谷物止移舱壁使用。不需要二甲板时可以储存于船上合适的位置。可折式二甲板的设计,增加了船舶揽货的灵活性,提高了船舶营运能力,被越来越多的船东采用。世界各地货物输入和输出的不同决定了船东对多用途船的需求
18、必然各有所求,某一种船型很难被其他船东完全采纳,所以不能像三大主流船舶那样“一型多主”, 大批量建造。由于不同的船东有不同的需求,造成了多用途船型多而杂。1.3规范设计的基本步骤按规范进行结构设计的一般流程如图1-1表示:图1-1规范结构设计流程图1)据线型图、总布置图及任务书的要求,通过调查研究,总体分析同类船舶在结构上的优缺点,定出结构形式、肋骨间距及改进措施。2)船体中部受总纵弯曲的力最大,是全船结构的主要矛盾所在,所以设计从船的中部开始,即在船的中部0.4L范围内选24个具有代表性的剖面,如机舱口剖面等进行设计。先按规范计算主要构件尺寸,然后参考型船的实际结构尺寸并结合使用要求及材料供
19、应情况等来选取新设计船的构件尺寸(尺寸应符合材料规格与型号),对某些规范上未规定的构件需参考型船按经验决定或用计算方法决定,在这过程中逐渐绘制出船体中部剖面图。规范计算与船体中部剖面图绘制是交叉进行的。 3)据船体中部剖面图与总布置图进行全船结构布置,即绘制基本结构图。同时完成主要构件计算书。 4)进而完成其它所有的图纸与文件。船体中部剖面图与基本结构图是全部结构的全局性构想,它集中反映了设计船的结构型式,主要构件尺寸、连接方式与构件布置等,是其它结构图的原则依据。但随着结构设计阶段的深化与发展,所有结构图的绘制与计算都免不了要反复修改,直至最后定型能彼此准确呼应。1.4结构布置的一般原则1)
20、结构的整体性原则,2)受力均匀性和有效传递原则,3)结构的连续性和减少应力集中原则,4)局部加强原则。1.5结构设计概述1.5.1结构设计的依据船体结构设计通常是在船舶总体设计基本完成以后,根据已定的主要尺度、型线图、总布置图以及任务书(对船舶用途、航区、装载、建筑形式、甲板层数、主要设备,使用要求等等)的要求进行的。1.5.2结构设计的基本内容船体结构设计的主要内容是在满足船舶总体设计的要求下,解决船体结构的形式、构件的尺度与连接方式等设计问题,要求达到最小的结构重量,能保证船体具有足够的强度和刚性,从而降低造船成本,以取得良好的技术经济性能。船体结构设计,一般随全船设计过程分为三个阶段,即
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