【設計】型線改造(內河貨船方案設計)（精華版）

1、精品word學習資料可編輯4 型線設計4.1 概述主尺度確定之后， 型線設計應與總布置設計相互協(xié)作進行； 正式的型線圖是后續(xù)的結構設計性能運算的依據(jù)； 型線設計的好壞直接影響到船舶的快速性， 穩(wěn)性，耐波性等性能，同時也會影響到船舶的總布置和建造工藝；因此，型線設計主要考慮以下三個方面：（1） 保證設計船具有良好的航行性能，（2） 應滿意總布置的要求，（3） 保證結構合理，簡易，達到施工，修理便利；型線設計的方法概括起來有三種： 自行設計法，改造型線法，應用系列型線；實際上，各種方法不能截然地分開； 自行設計法也要廣泛利用型船和系列型線資料，改造型船法也要表達設計者的主觀意圖；結合設計任務書上的

2、要求， 考慮到本船的詳細情形， 本船為一艘小型內河散貨船，型船資料比較豐富，故在本船的型線設計中采納型船改造法；4.2 型線設計的主要內容型線設計的結果是以型線圖來表達船體外形的幾何外形；掌握船體型線的要素主要有橫剖面面積曲線，設計水線和甲板邊線，橫剖線外形， 側面輪廓線；型線設計內容分為型線特點參數(shù)的選取和型線生成的方法兩大部分；4.2.1 棱形系數(shù) cpcp 的大小反映了浮力沿船長的分布情形；興波主要發(fā)生在首端，首波峰高壓區(qū)主要在首端 cp大，浮力沿船長分布得比較勻稱；cp小，浮力相對集中在船中，船的首尾兩端尖瘦；對中低速船，船的興波阻力在船首鄰近；cp 小，滿載水線呈微凹形， 這樣不但可

3、削減首波波高， 而且可削減波峰區(qū)的水動壓力在船舶前進方向上的分力，以降低興波阻力；對于中低速船，由于選取cb 接近經(jīng)濟方形系數(shù)，因此 cp 無法達到正確值；所以，在較小fn 下，從 cb 的經(jīng)濟值及與之適應的 cm值動身挑選 cp 較為相宜；選用比 cp正確值大的經(jīng)濟值，有利于在同尺度條件下艙容最大，也有利于尾機型船舶的機艙及軸系布置；.名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯由于本船型線設計采納母型船改造法，加之設計船與母型船相差較小， 故橫剖面系數(shù)參考母型船，取 cw=0.988，就 cp=cb/cw=0.7554；4.2.2 浮心縱向位置 xb在肯定棱形系數(shù)下，浮心縱向位置xb 表

4、示了船的排水體積在中前和中后的相對大小，即反映中前和中后的相對豐滿度；當xb 在中前時，船首豐滿，會使興波阻力增加， 船尾瘦削可降低旋渦阻力； 當 xb 在舯后時， 就產生相反的成效；依據(jù)選定的 cp=0.7554，在參考文獻 4 （p254）的較佳浮心縱向位置的范圍圖中顯示， xb 取值在 0.4%3%lpp范疇內可滿意阻力性能，而正確浮心位置為 1.4%lpp；本船為雙槳船，實際值范疇為上述值減去1%左右，即 xb 取值在-0.6% 2%；但由于該船布置比較緊急， 各分項重心都沒有太大的調整裕度， 浮心取正確浮心縱向位置會造成船舶重心調整的困難，故此處直接取xb=xg，而不再過多考慮正確浮

5、心縱向位置曲線；利用主尺度確定過程中對重心的估算值，取值為xb=xg=0.632m，即船中偏前 1.318%lpp,在正確阻力性能范疇內；詳細重心位置估算如下：表 4.1 重量估算重心運算表重量估算重量（ t ）xg（m）空船重量120.044-4.6貨物3502.75人員行李0.71-19.5食品淡水0.64-21燃油2.835-20滑油0.142-18備品及供應品1.195-22總和475.5700.632其中： 母型船（1500t 級半艙船）：垂線間長 lpp2=70m，空船重心 xg2=-6.7m設計船空船重心： xg1=(lpp1/lpp2) xg2 =-4.59m貨物重心： xg2

6、=24-2-38.5/2=2.75m.名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯4.2.3 船首外形本船采納前傾型首輪廓線；設計水線以上的首柱做成傾斜的, 這樣不僅可以使水線以上的面積快速增加， 有利于減小迎浪航行中縱搖和升沉運動， 而且傾斜首柱使設計水線以上的水線變得瘦削， 可削減首端激波； 另外， 傾斜首柱增加了甲板面積，利于首部錨泊設備的布置，并且使船外形美觀大方；前傾量從總長， 造價，增大噸位，增長泊位，降低進出港時的安全；設計水線以下的首柱外形繼 續(xù)保持水上的傾斜度，并與船底線圓滑的連接；前傾角取42 度，船首外形見圖(1) ；圖 4.1首部外形4.2.4 船尾外形本船為雙機雙槳

7、船， 船尾輪廓線外形的挑選參考母型船的布置， 采納隧道式船尾；初步估算螺旋槳直徑約為 0.6d，取 1.0m；本船采納懸掛舵， 初估舵面積 ar=ld=1.38 m2，本船為雙槳船， 取 1.8%， 舵高 1.2m，舵寬 1.15m，平穩(wěn)比為 25%；兩槳中心間距 4.72m，占船寬 59%；隧道頂線依據(jù)母型船資料選取，隧道長度取船尾到第5 站的距離；船舶尾部型線的設計需要滿意以下要求：（1） ）尾封板沉深 ：為防止空氣進入螺旋槳區(qū)域， 需使尾封板沉入水線以下肯定深度，本船為小型內河散貨船，波浪較小，尾封板沉深取值，本船取0.1m， 后傾角取 0 度；（2） ）螺旋槳間隙 ：為保證螺旋槳前后水

8、流的通暢， 防止螺旋槳與船體等之間產生共振， 螺旋槳與船體， 螺旋槳與舵， 螺旋槳與基線之間均應留有肯定距離的間隙，選取尺寸如下列圖；（3） 其他長度要求 ：如圖 4.2 ，為防止轉舵時，舵葉與船體相撞，間距h2.名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯應不小于 200mm；另外，尾封板下方的船體外板應保持肯定的傾斜，這有利于改 善尾部流場，提高螺旋槳效率；為保證該處外板斜度，可限制h1，使其不小于300400mm；綜上所述，尾部外形確定如圖 4.2 所示；圖 4.2尾部外形4.2.5 船底船底采納水平龍骨，無舭部上升；4.2.6 甲板線設計船梁拱取值參考母型船，由于船寬和母型船接近，取

9、值與母型船相同， 為 0.1m；首舷弧參考母型船，取值 0.574m，折角線 200mm（18 站到船首），17 站值為0.143m；尾舷弧取值 0.378m，尾舷墻高度 0.62m；尾樓高度的設置應充分考慮到規(guī)范對駕駛視線的要求；甲板梁拱取為 0.1m， 本船為小型貨船，采納圓形分布；首尾舷弧分別取0.574m/0.378m，以拋物線分布，首舷弧起弧點為第十五站處， 尾舷弧起弧點為第六站處； 首尾舷弧外形見圖4.3 ，舷弧高度值見表 4.2 ：表 4.2 首尾舷弧高度表201918171615140.5740.4160.2530.0900.04100站號舷弧高度.名師歸納總結歡迎下載精品wo

10、rd學習資料可編輯(mm)01234560.3780.2830.1730.1010.0630.0230站號 舷弧高度(mm)圖 4.3首尾舷弧圖4.3 型線繪制在本次的設計中， 采納 cad繪圖進行母型船改造； 取設計船與母型船的中橫剖面系數(shù)相同，型線設計各參數(shù)見表 (3) ：表 4.3型線圖各項參數(shù)表lppbdcmcpcbxb母型船59m9.2m1.6m0.9730.7640.7850.379m設計船48m8m1.6m0.9730.7890.7680.632m.名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯由于設計船和母型船的棱形系數(shù)， 浮心縱向位置不同， 本船型線有型船改造法設計，設計船的

11、橫剖面面積曲線參考母型船；第一繪制母型船的橫剖面面積曲線，再由母型船的橫剖面面積曲線繪制設計船的橫剖面面積曲線；平行中體與母型船相同，為 912 站；詳細過程分為兩步：（1）修改面積曲線的棱形系數(shù) ：由于設計船的棱形系數(shù)大于母型船的棱形系數(shù)，所以將型船的橫剖面積面積曲線變大, 修改 cp 過程如下：名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯前半體：由xa (1x) ； acpf/ (1cpf )名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯得 x11x.cpfcpf名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯名師歸納總結歡迎下載精品word學

12、習資料可編輯后半體：x1x.1cpacpa名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯其中， x即為橫剖面面積曲線在每一站的縱坐標不變時橫坐標的轉變量由此求出每一站面積曲線的修改量；（2） ）修改面積曲線的浮心縱向坐標 :經(jīng)過修正， cp達到 0.78893 ，滿意要求，此時浮心縱向坐標xb=0.00790, 需修正到 xb =0.013167，yb =0.4390（船長為 1）；采納遷移法對浮心縱向位置進行修改：名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯cxbyb0.01799名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯其中， xbxcy

13、( x)0.00790 ， x即為橫剖面面積曲線在每一站的縱坐標不變時橫名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯坐標的轉變量由此求出每一站面積曲線的修改量；經(jīng)過修正，得到橫剖面積曲線 xb=0.013155 （船長為 1），cp=0.78893 ，均處于誤差范疇之內；橫剖面面積曲線及其兩次修正的曲線如圖4.4 所示：.名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯圖 4.4橫剖面積曲線改造圖（3） ）cad繪圖作圖步驟(1) 預備工作要同時繪制母型船與設計船的橫剖面積曲線， 曲線的橫坐標要縮放， 最終對應母型船的船長；繪制側面輪廓線， 側面輪廓線的繪制需要滿意船舶總長， 水線間長， 尾部

14、螺旋槳與舵布置，尾封板沉深的要求；繪制折角線，上甲板邊線，甲板邊線，舷墻 頂線, 由于這些曲線與船舶性能關系較小，所以這些線的繪制使用自行設計的方法，以光順，美觀，有用，便于建造為設計目標，詳細見型線圖；本船繪制 400wl，800wl，1200wl，1600wl，2000wl五條水線；相鄰水線距離 400mm，劃 20 站，每站間距 2400mm，縱剖線作 1000，2000，3000 縱剖線；(2) 畫半寬水線圖第一在設計船橫剖面積曲線圖上， 找到面積與母型船各個站面積相等的新站號（非整數(shù)站）；再將母型船橫剖線圖縮放，縮放目標為使之船寬與設計船船寬 相等，設計水線與設計船設計水線相等，得到

15、新橫剖線圖； 得到的新橫剖線圖即為設計船的各個新站號對應的橫剖線圖； 由新橫剖線圖繪制半寬水線圖， 此時用的是新站號，非整數(shù)站，去掉非整數(shù)站站線，劃上勻稱的120 站，即得到設計船的半寬水線圖；(3) 繪制設計船橫剖線圖跟據(jù)設計船半寬水線圖， 結合從前確定的首尾輪廓和甲板線， 用勻稱的整數(shù)站再畫一次橫剖線圖，即可得設計船的橫剖線圖；(4) 繪制縱剖線.名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯在繪制完成上述各線后， 繪制縱剖線進行廣順性調整， 縱剖線應同時通過橫剖線與半寬水線的對應點， 這樣才能檢驗出船舶的光順性； 縱剖線不光順處， 需要綜合三向視圖進行光順，直至同時三向視圖同時滿意光順性

16、與一樣性為止；(5) 檢驗，量型值，標注對不光順及投影關系不正確的地方進行修改，以達到型線圖的要求“關順性，一樣性，和諧性” ；檢驗完畢后，在圖上讀出型值，并對進行標注；4.4 靜水力運算型線繪制完成并光順后， 將各站型值量出， 填好靜水力性能運算要素表； 通過靜水運算程序 stab 運算得出靜水力運算結果； 靜水力運算結果如表 4.4 所示；運算結果誤差如表 4.5 所示，均在 0.5%以內，結果滿意要求；（靜水力運算輸入數(shù)據(jù)表詳見附錄 2.1 ，輸出結果見附錄 2.2 ）表 4.4靜水力運算結果表tvdzbxbsxfzmzml0.498.25298.8420.2111.654278.137

17、1.11112.701332.7270.8216.226217.5240.4251.254300.6410.7376.807180.951.2340.098342.1390.6351.048317.0910.445.019130.8691.6475.033477.8830.8520.679360.216-1.7484.509134.942621.703625.4341.0760.127370.763-1.4694.009111.447tcbcwcmcpchid/cmm/cmdzi/cm0.40.640.7240.9060.7060.8832.7986.847-0.0650.80.7040.7830.9560.7360.8993.0248.181-0.0461.20.7380.8260.9710.760.8943.199.283-0.0291.60.7730.9380.9780.7910.8243.62413.350.13220.810.9660.9820.8240.8383.7314.3810.114表4.5靜水力結