船舶設(shè)計(jì)原理簡(jiǎn)答題

1、進(jìn)行完工設(shè)計(jì)的必要性，船舶設(shè)計(jì)的基本要求新船建成后，實(shí)際情況往往不可避免地會(huì)與原來的設(shè)計(jì)有所出入。例如初步設(shè)計(jì)時(shí)，重量重 心是估算的；建造時(shí)型線的修改、布局的局部變動(dòng)；設(shè)備的變換和材料的代用。從而使傳播 的重量重心、布置、結(jié)構(gòu)以及性能等方面發(fā)生變化，因此要完工設(shè)計(jì)。船舶設(shè)計(jì)的基本要求：適用經(jīng)濟(jì)，安全可靠，先進(jìn)環(huán)?？沾|(zhì)量估算方法及影響鋼料重量的因素估算方法：載重量系數(shù)法，百分?jǐn)?shù)法，分項(xiàng)估算法重量因素：主尺度及方形系數(shù)，布置特征，使用要求，其他因素影響貨倉(cāng)艙容量的因素有哪些，為什么說增加型深D是增大貨艙容積最有效的措施？ 影響貨艙容量的因素：增加船長(zhǎng)，增大艙容，但也相應(yīng)增加船體鋼料提高造價(jià)；增加

2、船寬雖 然能增加艙容，但對(duì)穩(wěn)性有較大影響；縮小If、1a及hd似乎能增加艙容，但規(guī)范對(duì)其有一 定規(guī)定，且首尾尖瘦，對(duì)Vc影響不大；最大限度縮短1m是提高船舶經(jīng)濟(jì)性的措施之一；增 加D和D/T是增大貨艙容積最有效的措施。因?yàn)閷?duì)大船來說，增大D對(duì)強(qiáng)度有利，對(duì)鋼料 影響不大。當(dāng)然D增大，船的重心升高，受風(fēng)面積加大對(duì)穩(wěn)性有影響，但一般比較好解決。設(shè)置壓載水艙的必要性及其考慮空載返航過程中，由于油水和備品的消耗，船舶重心提高，導(dǎo)致初穩(wěn)性高度降低;空載返航 時(shí)，吃水太小，槳葉不能充分浸在水中，螺旋槳推進(jìn)效率和推力就會(huì)減小，且由于槳葉交替 變化而引起的槳葉嚴(yán)重震動(dòng)；空載時(shí)，首吃水太小，船舶在海浪中易引起拍打

3、和抨擊，以致 損壞首部結(jié)構(gòu)；同時(shí)極度的尾傾會(huì)縮小駕駛視野，在橫向風(fēng)浪中給操舵增加困難。5.6 試根據(jù)海軍系數(shù)公式來推斷排水量增加0 時(shí)，主機(jī)功率需要增加S P/P及0 /的 關(guān)系C=A A2/3VA3P=A A2/3VA3PC6 p=2/3(A A2/3)*VA3 6 =2/3 b P PC p=2/3 6 穩(wěn)性高度滿足上下限的必要性初穩(wěn)性高下限是從保證安全和使用要求來考慮的，其最低限度必須滿足法規(guī)對(duì)各種裝載情況 初穩(wěn)性高的要求。初穩(wěn)性過低的船在不大的橫傾力矩作用下就會(huì)發(fā)生較大的橫傾且回復(fù)緩 慢。此外當(dāng)波峰處于船中時(shí)，初穩(wěn)性高會(huì)下降，特別是當(dāng)波長(zhǎng)接近船長(zhǎng)，首尾型線呈V型 時(shí)，其下降數(shù)值較大，從

4、使用要求看也需要保證一定的初穩(wěn)性高。初穩(wěn)性上限是從橫搖緩和方面來考慮的。初穩(wěn)性高越大，船的橫搖周期越短，橫搖加速度越 大，對(duì)船舶安全不利，并使船上作業(yè)困難，設(shè)備易產(chǎn)生故障，貨物受損。因此設(shè)計(jì)中對(duì)初穩(wěn) 性高的控制要求保證在初穩(wěn)性高下限的條件下力求使橫搖周期長(zhǎng)一點(diǎn)，橫搖運(yùn)動(dòng)緩和些。總體設(shè)計(jì)方案構(gòu)思的任務(wù)分析設(shè)計(jì)任務(wù)書，明確設(shè)計(jì)要求；分析同類型船的資料，明確各個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)可能的選擇范圍， 設(shè)立初步方案；估算分析主要技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，考慮解決可能存在的主要矛盾。試分析說明：對(duì)載重型船舶，從浮力的要求考慮，適當(dāng)增加吃水而減小其他尺度，對(duì)快速 性和減輕空船重量可能有利從浮性方程得，T增大，L,B和方形系數(shù)可適

5、當(dāng)減小。對(duì)快速性的分析：載重型船多為中低速船，總阻力隨船長(zhǎng)減小而降低；B/T的減小，可減 小排水量在水面的分布，降低興波阻力和摩擦阻力；T增加有利于提高推進(jìn)效率；方形系數(shù) 的減小，對(duì)降低剩余阻力有利。對(duì)空船重量分析：載重型船舶鋼料占空船重量的大部分，減小L,B對(duì)降低鋼料重量有利；T 僅對(duì)船體局部強(qiáng)度有影響，增加T對(duì)鋼料的影響很??；在排水量不變的情況下，其舾裝重 量隨L,B,T的變化有增有減，總影響不大。確定主要要素應(yīng)滿足哪些約束條件滿足重力與浮力相平衡條件;設(shè)計(jì)船所需的容量和建筑地位;滿足設(shè)計(jì)船各項(xiàng)技術(shù)性能要求； 滿足航線環(huán)境和建造修理對(duì)主要要素的限制；滿足用船部門對(duì)設(shè)計(jì)船的使用要求；優(yōu)良的經(jīng)

6、 濟(jì)性能。在確定主要要素時(shí)，船長(zhǎng)L，型寬B，型深D，吃水T分別考慮哪些方面？船長(zhǎng)：使用條件和控制條件的限制，總布置的要求，快速性，操縱性，耐波性，抗沉性，重 量和造價(jià)，滿足浮性方程。型寬：航道條件和建造修理?xiàng)l件，排水量，總布置，快速性，穩(wěn)性，耐波性。型深：型深對(duì)穩(wěn)性的影響；型深對(duì)容量、布置、及使用性能的影響；型深對(duì)總強(qiáng)度及造價(jià)的 影響；型深對(duì)其他性能的影響。吃水：航道及港口水深，快速性，其他性能。闡述確定新船主要要素的一般步驟在分析設(shè)計(jì)任務(wù)書的基礎(chǔ)上，確立設(shè)計(jì)思想，尋找與設(shè)計(jì)船要求相近的母型船或分析同類船 的規(guī)律；根據(jù)已知的母型船或已得的近似規(guī)律，估算出主要要素的第一次近似值；根據(jù)第一 次近似

7、值核算相應(yīng)的技術(shù)性能，然后根據(jù)核算結(jié)果對(duì)第一次主要要素進(jìn)行調(diào)整，得出第二次 近似的主要要素，如調(diào)整幅度較大，還需對(duì)第二次近似的主要要素做性能核算和調(diào)整；根據(jù) 上一步的主要要素繪制總布置草圖，型線草圖，中橫剖面結(jié)構(gòu)圖等，并確定主機(jī)型號(hào)，然后 根據(jù)資料對(duì)傳播的技術(shù)性能作進(jìn)一步詳細(xì)核算，并再次根據(jù)核算結(jié)果調(diào)整；根據(jù)設(shè)計(jì)船的特 點(diǎn)，進(jìn)行多次方案比較分析，選取最佳方案。在進(jìn)行排水量校核時(shí)，浮力與重力不平衡時(shí)如何通過主要要素來調(diào)整？當(dāng)浮力小于重力時(shí)，如干舷有余或吃水允許增加，則以增大T最有利；如T已限定，則可 根據(jù)具體情況調(diào)整L，B，Cb：穩(wěn)性差增大B；快速性差但穩(wěn)性足夠增大L；快速性足夠且穩(wěn)性充分增大C

8、b；快速性和穩(wěn) 性都差時(shí)增大L和B，或增大L和B的同時(shí)減小Cb。當(dāng)浮力大于重力時(shí)，差額不大時(shí)可暫時(shí)作為空船裕度，當(dāng)差值較大：如艙容及快速性有保證，先考慮縮短L；如艙容和穩(wěn)性有保證，可減小B，當(dāng)然減小T和方 形系數(shù)最方便。船舶主體劃分應(yīng)考慮的因素滿足規(guī)范要求，建造規(guī)范，抗沉性規(guī)范等；船艙大小滿足使用要求；各種載況下有適宜的浮 態(tài)及穩(wěn)性；考慮總縱強(qiáng)度，局部強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的工藝合理性等。在進(jìn)行容積校核時(shí)艙容不足或偏大過多時(shí)如何通過調(diào)整主要要素來調(diào)整艙容不足時(shí)：如穩(wěn)性充分，首先應(yīng)考慮增大D或同時(shí)增大D和B；如快速性不足，可同時(shí) 增大D，L，B。艙容偏大：如干舷充分，首先考慮降低D。橫剖面面積曲線和設(shè)計(jì)

9、水線各包含的形狀特征和參數(shù)特征：面積曲線下的面積相當(dāng)于船的型排水體積；曲線面積的豐滿系數(shù)等于棱形系數(shù)；面積 形心的縱向坐標(biāo)表示船的浮心縱向位置；曲線最大縱坐標(biāo)值代表最大橫剖面面積；豐滿船的 剖面面積曲線中部水平段長(zhǎng)度即船舶的平行中體長(zhǎng)度;平行中體前后兩段分別稱為進(jìn)流段和 去流段；無平行中體船的最大橫剖面位置；曲線兩端端部形狀。參數(shù)：型排水體積，棱形系數(shù)，浮心縱向位置，最大橫剖面面積，平行中體長(zhǎng)度，進(jìn)流段， 去流段，最大橫剖面位置，端面形狀。設(shè)計(jì)水線參數(shù)：水線面系數(shù)，平行中段長(zhǎng)度，半進(jìn)流角，半去流角，漂心位置，首尾端形狀。棱形系數(shù)和浮心縱向位置應(yīng)如何考慮棱形系數(shù)：低速船Cp對(duì)總阻力影響較小，但選

10、取較小Cp總是有利的；中速船取較小Cp 可減小剩余阻力，對(duì)總阻力有利，但Cp過小會(huì)引起橫剖面面積曲線和水線明顯的突肩，應(yīng) 避免；高速船Cp過小會(huì)導(dǎo)致中部過分凸起，造成更大的興波阻力，因此Cp不宜過??；對(duì) 總布置和建造工藝的要求；與其他參數(shù)和船體型線的協(xié)調(diào)配合。浮心縱向位置：對(duì)阻力的影響，Xb向首部移動(dòng)，船首變豐滿，興波阻力增加，而船尾瘦削， 利于降低漩渦阻力；Xb向尾部移動(dòng)，效果相反，故對(duì)以某一特定的Cp，只有一 Xb對(duì)應(yīng)于 最小總阻力即最佳浮心縱向位置。首尾部水線以下橫剖線形狀確定應(yīng)考慮哪些方面首部：綜合靜水阻力和耐破性兩方面，對(duì)于低速船采用V形；船長(zhǎng)較大的中速船，航行中 較少遇到超過船長(zhǎng)的

11、波浪，可偏重靜水阻力來考慮，采用U形橫剖面；對(duì)于小型船舶，應(yīng) 偏重耐波性考慮，且從幾何關(guān)系處理上也應(yīng)采用較V形橫剖面。尾部：將提高推進(jìn)效率和減小震動(dòng)放在首位考慮，再兼顧阻力影響，所以中低速船大多采用 U形剖面，甚至加設(shè)球尾；中高速船和雙槳船采用阻力性能優(yōu)良的V形剖面。對(duì)于有些要 兼顧阻力性能或布置要求的中低速船，也有將V形剖面形狀在接近螺旋槳處逐漸過渡到U 形。尾機(jī)型船的優(yōu)點(diǎn)和不足優(yōu)點(diǎn)：對(duì)于干貨船，便于貨物的裝卸，也有利于貨艙口布置，對(duì)提高貨船使用效率和經(jīng)濟(jì)效 率非常有利；可縮短軸系提高效率，造價(jià)低；有利于結(jié)構(gòu)的連續(xù)性和工藝性；對(duì)于油船有利 于防火安全。缺點(diǎn)：浮態(tài)調(diào)整困難；適居性差；機(jī)艙布置困

12、難；有抗沉性要求的船不宜滿足規(guī)范要求。貨倉(cāng)縱傾調(diào)整時(shí)有哪些方法改變油艙和淡水艙的布局；調(diào)整機(jī)艙位置或壓縮機(jī)艙的長(zhǎng)度；改變浮心位置；調(diào)整壓載分布確定雙層底高度應(yīng)考慮的要素對(duì)內(nèi)底的保護(hù)，提高擱淺和觸礁的安全性；便于人員施工，滿足管線安裝和檢修的需要；計(jì) 及油水艙容積的需要；雙層底高對(duì)重心高度和結(jié)構(gòu)重量的影響。確定上層建筑尺度應(yīng)考慮的因素艙室布置；重心高度和受風(fēng)面積；駕駛視線總布置設(shè)計(jì)時(shí)通道的類型人行通道和貨物通道；形式上分有水平通道和垂直通道平臺(tái)的作用有哪些一方面有利于充分利用空間和利于設(shè)備布置，另一方面有利于局部強(qiáng)度的改善和提高。船樓設(shè)置目的增加內(nèi)部面積；有利于艙室的布置；有助于提高安全性壓載艙

13、布置原則，首尾吃水要求布置原則：根據(jù)壓載量及保證不同裝載情況的適宜浮態(tài)和穩(wěn)性來確定，同時(shí)還要從縱傾調(diào)整 和強(qiáng)度兩方面加以考慮。吃水要求：對(duì)于經(jīng)常存在空放航行的船舶，壓在水量是根據(jù)空放航行時(shí)所需的首尾吃水來決 定的，其中尾吃水一般要求達(dá)到0.04L0.05L，并保證螺旋槳全部浸沒水中以改善螺旋槳工 作條件。首吃水要盡可能達(dá)到0.025L0.03L，太小的首吃水在風(fēng)浪中航行時(shí)容易引起嚴(yán)重 的船首拍擊。對(duì)于偶爾出現(xiàn)空放航行的船舶，壓載航行時(shí)的首尾吃水要求可適當(dāng)降低。設(shè)計(jì)時(shí)縱搖的考慮取決于波長(zhǎng)，波高，波浪的形狀特征，航向角，航速，船的主尺度及型線特征，重量的縱向 分布等因素。油水艙布置原則燃油艙：燃料油布置在機(jī)艙前端或兩側(cè)的深艙內(nèi)，輕油布置在雙層底內(nèi)，日用油柜布置在較 高的部位?；团摴瘢夯脱h(huán)艙布置在主機(jī)基座下的雙層底內(nèi)，滑油艙柜需用隔離空艙與其他液體艙 分隔。淡水艙：一般布置在首、尾尖艙和雙層底內(nèi)，容積較小的日用水柜可設(shè)在機(jī)艙